KR20140024294A - Computerized tool path generation - Google Patents
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Abstract
워크피스로부터 물건을 제조하기 위해 컴퓨터 수치 제어 기계를 제어하는 명령어를 생성하는 자동화된 컴퓨터 구현 방법으로서, 회전 절단 툴과 상기 워크피스 사이의 최대 허용 맞물림 각도를 선택하는 단계, 상기 회전 절단 툴과 상기 워크피스 사이의 최소 허용 맞물림 각도를 선택하는 단계, 상기 맞물림 각도가 상기 최대 허용 맞물림 각도와 상기 최소 허용 맞물림 각도 사이에서 점차적으로 변하는 상기 워크피스에 대한 상기 툴을 위한 툴 경로를 설정하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.An automated computer-implemented method of generating instructions for controlling a computer numerical control machine to manufacture an object from a workpiece, the method comprising: selecting a maximum allowable engagement angle between the rotary cutting tool and the workpiece, the rotary cutting tool and the Selecting a minimum allowable engagement angle between workpieces, establishing a tool path for the tool for the workpiece wherein the engagement angle is gradually changed between the maximum allowable engagement angle and the minimum allowable engagement angle. A method is provided.
Description
본 발명은 자동화된 툴 경로 설계 및 컴퓨터 제어 기계가공 및 그에 의해 생산된 제품을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to systems and methods for automated tool path design and computer controlled machining and products produced thereby.
하기의 공개 개시물은 관련 기술의 현재 상태를 나타내는 것으로 믿어지고, 본 문에 참조에 의해 통합된다:The following disclosures are believed to be indicative of the current state of the art and are incorporated herein by reference:
미국 특허 번호: 4,745,558; 4,907,164; 5,363,308; 6,363,298; 6,447,223; 6,591,158; 7,451,013; 7,577,490, 및 7,831,332; 및US Patent No .: 4,745,558; 4,907,164; 5,363,308; 6,363,298; 6,447,223; 6,591,158; 7,451,013; 7,577,490, and 7,831,332; And
미국 특허 공개 번호 제 2005/0256604호.US Patent Publication No. 2005/0256604.
본 발명은 자동화된 툴 경로 설계 및 컴퓨터 제어 기계가공 및 그에 의해 생산된 제품을 위한 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.The present invention seeks to provide systems and methods for automated tool path design and computer controlled machining and the products produced thereby.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라, 워크피스로부터 물건을 제조하기 위해 컴퓨터 수치 제어 기계를 제어하는 명령을 생성하는 자동화된 컴퓨터 구현 방법으로서, 회전 절단 툴과 상기 워크피스 사이의 최대 허용 맞물림 각도(maximum permitted engagement angle)를 선택하는 단계, 상기 회전 절단 툴과 상기 워크피스 사이의 최소 허용 맞물림 각도를 선택하는 단계, 및 상기 맞물림 각도가 상기 최대 허용 맞물림 각도와 상기 최소 허용 맞물림 각도 사이에서 점차적으로 변하는 상기 워크피스에 대한 상기 툴을 위한 툴 경로를 설정하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.In accordance with another preferred embodiment of the present invention, an automated computer-implemented method of generating instructions for controlling a computer numerical control machine to manufacture an object from a workpiece, the method comprising: a maximum permissible engagement angle between a rotary cutting tool and the workpiece selecting a maximum permitted engagement angle, selecting a minimum allowable engagement angle between the rotary cutting tool and the workpiece, and wherein the engagement angle is gradually between the maximum allowable engagement angle and the minimum allowable engagement angle. A method is provided that includes setting a tool path for the tool to varying workpieces.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 상기 컴퓨터 수치 제어 기계, 회전 절단 툴 및 상기 워크피스 재료의 특성 중 적어도 하나의 고려에 대응하여, 상기 설정 단계는 또한, 다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계, 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계, 및 상기 물건의 제조 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 제조의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 제조기간 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이 된다.According to a preferred embodiment of the invention, in response to the consideration of at least one of the characteristics of the computer numerical control machine, the rotary cutting tool and the workpiece material, the setting step also depends on time, while applying other constraints. Minimizing the rate of change of the engagement angle, gradually changing the feed rate of the tool in response to the changing engagement angle, maintaining an overall constant workload for the tool, and manufacturing costs of the article Minimizing, whereby the cost is a combination of the cost of operating the machine during the period of manufacture and the cost of wear applied to the tool during the period of manufacture.
바람직하게는, 상기 툴 경로는 복수의 툴 경로 세그먼트를 포함하고, 툴 경로 설정단계는 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 회귀적으로 설정하는 단계를 포함하고, 여기서, 컴퓨터 수치 제어 기계, 회전 절단 툴 및 상기 워크피스의 재료의 특성 중 적어도 하나를 고려하는 것에 대응하여, 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 설정하는 단계는 또한, 다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계, 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계, 및 상기 툴 경로 세그먼트의 각각을 기계가공하는 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 기계가공의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 기계가공 기간 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이 된다.Advantageously, said tool path comprises a plurality of tool path segments, and said tool path setting step includes recursively setting each of said tool path segments, wherein a computer numerical control machine, a rotary cutting tool, and said In response to taking into account at least one of the properties of the material of the workpiece, setting each of the tool path segments also minimizes the rate of change of the engagement angle over time, while applying other constraints. Gradually changing a feed rate of the tool in response to an engagement angle, maintaining an overall constant work load for the tool, and minimizing the cost of machining each of the tool path segments; Whereby the cost of operating the machine during the period of machining Cost and the cost of wear applied to the tool during the machining period.
추가로, 상기 툴 경로 세그먼트의 각각은 복수의 툴 경로 서브세그먼트를 포함하고, 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 회귀적으로 설정하는 단계는 상기 툴 경로 서브세그먼트의 각각을 회귀적으로 설정하는 단계를 포함하고, 여기서, 컴퓨터 수치 제어 기계, 회전 절단 툴 및 상기 워크피스의 재료의 특성 중 적어도 하나를 고려하는 것에 대응하여, 상기 툴 경로 서브세그먼트 각각을 설정하는 단계는 또한, 다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계, 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계, 및 상기 툴 경로 서브세그먼트의 각각을 기계가공하는 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 기계가공의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 기계가공 기간 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이 된다.Additionally, each of the tool path segments includes a plurality of tool path subsegments, and recursively setting each of the tool path segments includes recursively setting each of the tool path subsegments; Wherein, in response to taking into account at least one of the computer numerical control machine, the rotary cutting tool and the properties of the material of the workpiece, the step of setting each of the tool path subsegments may also be performed by applying different constraints. Minimizing a rate of change of the engagement angle in accordance with the method, gradually changing a feed rate of the tool in response to the changing engagement angle, maintaining an overall constant work load for the tool, and the tool path sub Minimizing the cost of machining each of the segments, and The cost is thereby a combination of the cost of operating the machine during the period of machining and the wear cost imposed on the tool during the period of machining.
또한, 본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 따라, 컴퓨터 제어 기계 툴을 채용하여 워크피스를 기계가공하기 위한 방법으로서, 툴 경로를 따라 상기 툴을 지향시키는 단계를 포함하는 방법이 제공되고, 여기서 상기 툴과 상기 워크피스 사이의 맞물림 각도는 미리 선택된 최대 허용 맞물림 각도와 미리 선택된 최소 허용 맞물림 각도 사이에서 점차적으로 변화된다.Further in accordance with another preferred embodiment of the present invention, a method for machining a workpiece employing a computer controlled machine tool is provided, the method comprising directing the tool along a tool path, wherein the The engagement angle between the tool and the workpiece is gradually changed between a preselected maximum allowable engagement angle and a preselected minimum allowable engagement angle.
추가로, 본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 따라 워크피스로부터 물건을 제조하기 위해 컴퓨터 수치제어 기계를 제어하기 위한 명령어를 생성하는 자동화된 컴퓨터 구현 장치로서, 상기 맞물림 각도가 미리 선택된 최대 허용 맞물림 각도와 미리 선택된 최소 허용 맞물림 각도 사이에서 점차적으로 변하는 상기 워크피스에 대해 툴을 위한 툴 경로를 설정하도록 동작가능한 툴 경로 설정 엔진을 포함하는 장치가 제공된다.In addition, an automated computer-implemented device for generating instructions for controlling a computer numerical control machine for manufacturing an object from a workpiece according to another preferred embodiment of the present invention, wherein the engagement angle is a preselected maximum allowable engagement angle. And a tool routing engine operable to set a tool path for a tool for the workpiece that varies gradually between a preselected minimum allowable engagement angle.
바람직하게는, 상기 설정 단계는, 다른 제약을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 상기 설정 단계는 또한 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 상기 설정 단계는 또한 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지하도록 동작한다. 바람직하게는, 상기 설정 단계는 또한 상기 물건을 제조하는 비용을 최소화하도록 동작하여, 상기 비용이 상기 제조 기간 동안 상기 기계를 동작시키는 비용 및 상기 제조기간 동안 상기 툴에 가해진 마모의 비용의 조합이 된다. 본 문단에서 참조된 바람직한 특징들은 또한 본 발명의 모든 적절한 청구된 실시예에 적용가능하다.Advantageously, said setting step comprises minimizing the rate of change of said engagement angle with time, while applying other constraints. Advantageously, said setting step also comprises gradually changing the feed rate of said tool in response to said varying engagement angle. Advantageously, said setting step also operates to maintain an overall constant workload for said tool. Preferably, the setting step also operates to minimize the cost of manufacturing the article, such that the cost is a combination of the cost of operating the machine during the manufacturing period and the cost of wear applied to the tool during the manufacturing period. . The preferred features referenced in this paragraph are also applicable to all suitable claimed embodiments of the invention.
바람직하게는, 상기 툴 경로는 복수의 툴 경로 세그먼트를 포함하고, 툴 경로 설정 단계는 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 회귀적으로 설정하는 단계를 포함하고, 여기서, 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 설정하는 단계는 또한, 다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계, 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계, 및 상기 툴 경로 세그먼트의 각각을 기계가공하는 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 기계가공의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 기계가공 기간 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이 된다. 본 문단에서 참조된 바람직한 특징들은 또한 본 발명의 모든 적절한 청구된 실시예에 적용가능하다.Advantageously, said tool path comprises a plurality of tool path segments, and said tool path setting step includes recursively setting each of said tool path segments, wherein setting each of said tool path segments comprises: Further, while applying other constraints, minimizing the rate of change of the engagement angle over time, gradually changing the feed rate of the tool in response to the varying engagement angle, and the overall constant workload for the tool And minimizing the cost of machining each of the tool path segments, whereby the cost is the cost of operating the machine during the period of machining and the tool during the machining period. It is a combination of the wear costs incurred for. The preferred features referenced in this paragraph are also applicable to all suitable claimed embodiments of the invention.
바람직하게는, 상기 툴 경로 세그먼트의 각각은 복수의 툴 경로 서브세그먼트를 포함하고, 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 회귀적으로 설정하는 단계는 상기 툴 경로 서브세그먼트의 각각을 회귀적으로 설정하는 단계를 포함하고, 여기서, 상기 툴 경로 서브세그먼트 각각을 설정하는 단계는 또한, 다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계, 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계, 및 상기 툴 경로 서브세그먼트의 각각을 기계가공하는 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 기계가공의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 기계가공 기간 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이 된다. 본 문단에서 참조된 바람직한 특징들은 또한 본 발명의 모든 적절한 청구된 실시예에 적용가능하다.Advantageously, each of said tool path segments comprises a plurality of tool path subsegments, and recursively setting each of said tool path segments comprises recursively setting each of said tool path subsegments. And wherein setting each of the tool path subsegments further comprises minimizing a rate of change of the engagement angle over time, while applying other constraints, the feed rate of the tool corresponding to the varying engagement angle. Gradually varying, maintaining an overall constant workload for the tool, and minimizing the cost of machining each of the tool path subsegments, whereby the cost of the machining The cost of operating the machine during the period and It is the combination of the applied wear costs for the tools. The preferred features referenced in this paragraph are also applicable to all suitable claimed embodiments of the invention.
바람직하게는, 상기 설정 단계는 상기 컴퓨터 수치 제어 기계, 회전 절단 툴 및 상기 워크피스의 재료의 특성 중 적어도 하나를 고려하는 단계를 포함한다. 본 문단에 참조된 바람직한 특징들은 또한 본 발명의 모든 적절한 청구된 실시예들에 적용가능하다.Advantageously, said step of setting includes taking into account at least one of a property of said computer numerical control machine, a rotary cutting tool and a material of said workpiece. The preferred features referenced in this paragraph are also applicable to all suitable claimed embodiments of the invention.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라, 워크피스로부터 물건을 제조하기 위한 자동화된 컴퓨터 제어 기계로서, 상기 툴과 상기 워크피스 사이의 맞물림 각도가 미리 선택된 최대 허용 맞물림 각도와 미리 선택된 최소 허용 맞물림 각도 사이에서 점차적으로 변하는 상기 워크피스에 대해 툴 경로를 따라 회전 절단 툴을 지향시키도록 동작하는 컨트롤러를 포함하는 기계가 제공된다.According to another preferred embodiment of the present invention, an automated computer controlled machine for manufacturing an object from a workpiece, wherein the engagement angle between the tool and the workpiece is a preselected maximum allowable engagement angle and a preselected minimum allowable engagement angle. A machine is provided that includes a controller operative to direct a rotational cutting tool along a tool path with respect to the workpiece that changes gradually between.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라, 툴 경로를 따라서 회전 절단 툴을 지향시킴으로써 컴퓨터 제어 기계를 이용하여 기계가공된 워크피스로부터 제조된 물건이 제공되고, 여기서, 상기 회전 절단 툴과 상기 워크피스 사이의 맞물림 각도는 미리 선택된 최대 허용 맞물림 각도와 미리 선택된 최소 허용 맞물림 각도 사이에서 점차적으로 변한다.According to another preferred embodiment of the present invention, an object is provided from a workpiece machined using a computer controlled machine by directing a rotary cutting tool along a tool path, wherein the rotary cutting tool and the workpiece are provided. The engagement angle between is gradually changed between the preselected maximum allowable engagement angle and the preselected minimum allowable engagement angle.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라, 워크피스로부터 물건을 제조하기 위한 컴퓨터 수치 제어 기계를 제어하는 명령어를 생성하는 자동화된 컴퓨터 구현 방법으로서, 회전 절단 툴에 의해 제거될 워크피스의 영역을 선택하는 단계, 상기 워크피스의 영역 내에서의 상기 회전 절단 툴을 위한 비대칭 나선 툴 경로를 설정하는 단계를 포함하고, 상기 비대칭 나선 툴 경로는 상기 비대칭 나선 툴 경로를 따라서 이동하는 상기 회전 절단 툴에 의해 제거되는 상기 워크피스의 영역의 부분을 최대화하는 방법이 더 제공된다.According to another preferred embodiment of the present invention, an automated computer-implemented method of generating instructions for controlling a computer numerical control machine for manufacturing an article from a workpiece, wherein the area of the workpiece to be removed by the rotary cutting tool is selected. And establishing an asymmetrical spiral tool path for the rotary cutting tool in the area of the workpiece, the asymmetrical spiral tool path being driven by the rotary cutting tool moving along the asymmetrical spiral tool path. Further provided are methods for maximizing a portion of the area of the workpiece to be removed.
바람직하게는, 상기 방법은 또한 트로코이드 형(trochoidal) 툴 경로를 따라 이동하는 툴에 의해 제거되는 워크피스의 영역의 잔여 부분에서의 회전 절단 툴을 위한 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로를 설정하는 단계를 포함한다.Preferably, the method also includes establishing at least one trocoid-like tool path for a rotary cutting tool in the remaining portion of the area of the workpiece removed by the tool moving along the trochoidal tool path. Include.
바람직하게는, 상기 방법은 또한 회전 절단 툴과 상기 워크피스 사이의 최대 허용 맞물림 각도를 선택하는 단계, 상기 회전 절단 툴과 상기 워크피스 사이의 최소 허용 맞물림 각도를 선택하는 단계, 및 상기 맞물림 각도가 상기 최대 허용 맞물림 각도와 상기 최소 허용 맞물림 각도 사이에서 점차적으로 변화하도록 하기 위해 상기 워크피스에 대해 상기 비대칭 나선 툴 경로와 상기 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로를 설정하는 단계를 포함한다.Preferably, the method further comprises selecting a maximum allowable engagement angle between the rotary cutting tool and the workpiece, selecting a minimum allowable engagement angle between the rotary cutting tool and the workpiece, and wherein the engagement angle is Establishing the asymmetrical spiral tool path and the at least one trocoid-like tool path for the workpiece to cause a gradual change between the maximum allowable engagement angle and the minimum allowable engagement angle.
바람직하게는, 상기 컴퓨터 수치 제어 기계, 회전 절단 툴 및 상기 워크피스 재료의 특성 중 적어도 하나의 고려에 대응하여, 상기 설정 단계는 또한, 다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계, 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계, 및 상기 물건의 제조 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 제조의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 제조 기간 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이 된다.Advantageously, in response to consideration of at least one of the characteristics of the computer numerical control machine, the rotary cutting tool, and the workpiece material, the setting step also applies a different constraint, with the rate of change of the engagement angle over time. Minimizing the number of steps; gradually varying the feed rate of the tool in response to the varying engagement angle, maintaining an overall constant workload for the tool, and minimizing the manufacturing cost of the article. Whereby the cost is a combination of the cost of operating the machine during the period of manufacture and the wear cost imposed on the tool during the period of manufacture.
바람직하게는, 상기 비대칭 나선 툴 경로는 복수의 나선 툴 경로 세그먼트를 포함하고, 상기 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로는 복수의 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트를 포함하고, 비대칭 나선 툴 경로 설정단계는 상기 나선 툴 경로 세그먼트 각각을 회귀적으로 설정하는 단계를 포함하고, 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로 설정단계는 상기 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트의 각각을 회귀적으로 설정하는 단계를 포함하고, 여기서, 컴퓨터 수치 제어 기계, 회전 절단 툴 및 상기 워크피스의 재료의 특성 중 적어도 하나를 고려하는 것에 대응하여, 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 설정하는 단계는 또한, 다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계, 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계, 및 상기 툴 경로 세그먼트의 각각을 기계가공하는 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 기계가공의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 기계가공 기간 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이 된다.Advantageously, said asymmetrical helix tool path comprises a plurality of helix tool path segments, said at least one trocoided tool path comprises a plurality of trocoid-shaped tool path segments, and wherein said asymmetrical helix tool path setting step comprises said helix tool. Recursively setting each of the path segments, wherein at least one trocoid-type tool path setting step includes recursively setting each of the trocoid-type tool path segments, wherein the computer numerical control machine, In response to taking into account at least one of the properties of the rotational cutting tool and the material of the workpiece, setting each of the tool path segments also minimizes the rate of change of the engagement angle over time while applying other constraints. In response to the varying engagement angle of the tool. Gradually varying the feed rate, maintaining an overall constant workload for the tool, and minimizing the cost of machining each of the tool path segments, thereby costing the machining It is a combination of the cost of operating the machine for a period of time and the wear cost imposed on the tool during the machining period.
추가로, 상기 툴 경로 세그먼트의 각각은 복수의 툴 경로 서브세그먼트를 포함하고, 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 회귀적으로 설정하는 단계는 상기 툴 경로 서브세그먼트의 각각을 회귀적으로 설정하는 단계를 포함하고, 여기서, 컴퓨터 수치 제어 기계, 회전 절단 툴 및 상기 워크피스의 재료의 특성 중 적어도 하나를 고려하는 것에 대응하여, 상기 툴 경로 서브세그먼트 각각을 설정하는 단계는 또한, 다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계, 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계, 및 상기 툴 경로 서브세그먼트의 각각을 기계가공하는 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 기계가공의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 기계가공 기간 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이 된다.Additionally, each of the tool path segments includes a plurality of tool path subsegments, and recursively setting each of the tool path segments includes recursively setting each of the tool path subsegments; Wherein, in response to taking into account at least one of the computer numerical control machine, the rotary cutting tool and the properties of the material of the workpiece, the step of setting each of the tool path subsegments may also be performed by applying different constraints. Minimizing a rate of change of the engagement angle in accordance with the method, gradually changing a feed rate of the tool in response to the changing engagement angle, maintaining an overall constant work load for the tool, and the tool path sub Minimizing the cost of machining each of the segments, and The cost is thereby a combination of the cost of operating the machine during the period of machining and the wear cost imposed on the tool during the period of machining.
바람직하게는, 상기 비대칭 나선 툴 경로는 수렴 나선 툴 경로 및 발산 나산 툴 경로 중 하나이다.Preferably, the asymmetric spiral tool path is one of a converging spiral tool path and a diverging spiral tool path.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라, 컴퓨터 제어 기계 툴을 채용하여 워크피스를 기계가공하기 위한 방법으로서, 회전 절단 툴에 의해 제거될 워크피스의 영역을 선택하는 단계, 및 상기 워크피스의 영역 내에서의 비대칭 나선 툴 경로를 따라서 상기 툴을 지향시키는 단계를 포함하고, 상기 비대칭 나선 툴 경로는 상기 비대칭 나선 툴 경로를 따라서 이동하는 상기 회전 절단 툴에 의해 제거되는 상기 워크피스의 영역의 부분을 최대화하는 방법이 더 제공된다. 바람직하게는, 상기 방법은 또한 트로코이드 형 툴 경로를 따라 이동하는 툴에 의해 제거되는 상기 워크피스의 영역의 잔여 부분에서 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로를 따라서 상기 회전 절단 툴을 지향시키는 단계를 포함한다.According to another preferred embodiment of the present invention, a method for machining a workpiece by employing a computer controlled machine tool, comprising: selecting an area of the workpiece to be removed by the rotary cutting tool, and an area of the workpiece Directing the tool along an asymmetrical spiral tool path within, wherein the asymmetrical spiral tool path is a portion of an area of the workpiece that is removed by the rotary cutting tool moving along the asymmetrical spiral tool path. More ways to maximize are provided. Advantageously, the method also comprises directing said rotary cutting tool along at least one trocoid-like tool path in the remaining portion of the area of said workpiece that is removed by a tool moving along the trocoid-like tool path. .
본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 따라, 워크피스로부터 물건을 제조하기 위해 컴퓨터 수치제어 기계를 제어하는 명령어를 생성하는 자동화된 컴퓨터 구현 장치로서, 회전 절단 툴에 의해 제거될 워크피스의 영역을 선택하고, 상기 워크피스의 영역 내에서 상기 회전 절단 툴을 위한 비대칭 나선 툴 경로를 설정하기 위한 툴 경로 설정 엔진을 포함하고, 나선 툴 경로는 상기 비대칭 나선 툴 경로를 따라 이동하는 상기 회전 절단 툴에 의해 제거되는 워크피스의 영역의 부분을 최대화하는 장치가 더 제공된다.According to another preferred embodiment of the present invention, an automated computer-implemented device for generating instructions for controlling a computer numerical control machine for manufacturing an object from a workpiece, wherein the area of the workpiece to be removed by the rotary cutting tool is selected. And a tool path setting engine for setting an asymmetric spiral tool path for the rotary cutting tool in the area of the workpiece, the spiral tool path being driven by the rotary cutting tool moving along the asymmetric spiral tool path. Further provided is an apparatus for maximizing a portion of the area of the workpiece to be removed.
바람직하게는, 상기 툴 경로 설정 엔진은 또한 트로코이드 형 툴 경로를 따라서 이동하는 상기 툴에 의해 제거되는 워크피스의 영역의 잔여 부분에서의 상기 회전 절단 툴을 위한 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로를 설정하도록 동작한다.Advantageously, the tool routing engine is further configured to set at least one trocoid-like tool path for the rotary cutting tool in the remaining portion of the area of the workpiece that is removed by the tool moving along the trocoid-like tool path. It works.
바람직하게는, 상기 설정 단계는 회전 절단 툴과 상기 워크피스 사이의 최대 허용 맞물림 각도를 선택하는 단계, 상기 회전 절단 툴과 상기 워크피스 사이의 최소 허용 맞물림 각도를 선택하는 단계, 및 상기 맞물림 각도가 상기 최대 허용 맞물림 각도와 상기 최소 허용 맞물림 각도 사이에서 점차적으로 변화하도록 하기 위해 상기 워크피스에 대해 상기 비대칭 나선 툴 경로와 상기 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로를 설정하는 단계를 포함한다.Advantageously, the setting step includes selecting a maximum allowable engagement angle between the rotary cutting tool and the workpiece, selecting a minimum allowable engagement angle between the rotary cutting tool and the workpiece, and wherein the engagement angle is Establishing the asymmetrical spiral tool path and the at least one trocoid-like tool path for the workpiece to cause a gradual change between the maximum allowable engagement angle and the minimum allowable engagement angle.
바람직하게는, 상기 설정 단계는, 다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 상기 설정 단계는 또한 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 상기 설정 단계는 또한 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키도록 동작한다. 바람직하게는, 상기 설정 단계는 또한 상기 물건의 제조 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 제조의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 제조 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이 된다.Advantageously, said setting step comprises minimizing the rate of change of said engagement angle over time, while applying other constraints. Advantageously, said setting step also comprises gradually changing the feed rate of said tool in response to said varying engagement angle. Advantageously, said setting step also operates to maintain an overall constant workload for said tool. Advantageously, the setting step also includes minimizing the manufacturing cost of the article, whereby the cost is a measure of the cost of operating the machine during the period of manufacture and the cost of wear applied to the tool during the manufacture. It is a combination.
바람직하게는, 상기 비대칭 나선 툴 경로는 복수의 나선 툴 경로 세그먼트를 포함하고, 상기 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로는 복수의 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트를 포함하고, 비대칭 나선 툴 경로 설정단계는 상기 나선 툴 경로 세그먼트 각각을 회귀적으로 설정하는 단계를 포함하고, 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로 설정단계는 상기 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트의 각각을 회귀적으로 설정하는 단계를 포함하고, 여기서, 컴퓨터 수치 제어 기계, 회전 절단 툴 및 상기 워크피스의 재료의 특성 중 적어도 하나를 고려하는 것에 대응하여, 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 설정하는 단계는 또한, 다른 제약 사항을 고려하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계, 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계, 및 상기 툴 경로 세그먼트의 각각을 기계가공하는 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 기계가공의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 기계가공 기간 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이 된다.Advantageously, said asymmetrical helix tool path comprises a plurality of helix tool path segments, said at least one trocoided tool path comprises a plurality of trocoid-shaped tool path segments, and wherein said asymmetrical helix tool path setting step comprises said helix tool. Recursively setting each of the path segments, wherein at least one trocoid-type tool path setting step includes recursively setting each of the trocoid-type tool path segments, wherein the computer numerical control machine, In response to taking into account at least one of the properties of the rotational cutting tool and the material of the workpiece, setting each of the tool path segments also minimizes the rate of change of the engagement angle over time, taking into account other constraints. In response to the varying engagement angle of the tool. Gradually varying the feed rate, maintaining an overall constant workload for the tool, and minimizing the cost of machining each of the tool path segments, thereby costing the machining It is a combination of the cost of operating the machine for a period of time and the wear cost imposed on the tool during the machining period.
추가로, 상기 툴 경로 세그먼트의 각각은 복수의 툴 경로 서브세그먼트를 포함하고, 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 회귀적으로 설정하는 단계는 상기 툴 경로 서브세그먼트의 각각을 회귀적으로 설정하는 단계를 포함하고, 여기서, 컴퓨터 수치 제어 기계, 회전 절단 툴 및 상기 워크피스의 재료의 특성 중 적어도 하나를 고려하는 것에 대응하여, 상기 툴 경로 서브세그먼트 각각을 설정하는 단계는 또한, 다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계, 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계, 및 상기 툴 경로 서브세그먼트의 각각을 기계가공하는 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 기계가공의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 기계가공 기간 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이 된다.Additionally, each of the tool path segments includes a plurality of tool path subsegments, and recursively setting each of the tool path segments includes recursively setting each of the tool path subsegments; Wherein, in response to taking into account at least one of the computer numerical control machine, the rotary cutting tool and the properties of the material of the workpiece, the step of setting each of the tool path subsegments may also be performed by applying different constraints. Minimizing a rate of change of the engagement angle in accordance with the method, gradually changing a feed rate of the tool in response to the changing engagement angle, maintaining an overall constant work load for the tool, and the tool path sub Minimizing the cost of machining each of the segments, and The cost is thereby a combination of the cost of operating the machine during the period of machining and the wear cost imposed on the tool during the period of machining.
바람직하게는, 상기 비대칭 나선 툴 경로는 수렴 나선 툴 경로 및 발산 나산 툴 경로 중 하나이다.Preferably, the asymmetric spiral tool path is one of a converging spiral tool path and a diverging spiral tool path.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라, 워크피스로부터 물건을 제조하기 위한 자동화된 컴퓨터 제어 기계로서, 회전 절단 툴에 의해 제거될 상기 워크피스의 영역을 선택하고, 상기 워크피스의 영역 내에서 비대칭 나선 툴 경로를 따라 상기 회전 절단 툴을 지향시키도록 동작하는 컨트롤러를 포함하고, 나선 툴 경로는 상기 비대칭 나선 툴 경로를 따라 이동하는 상기 회전 절단 툴에 의해 제거되는 워크피스의 상기 영역의 부분을 최대화하는 기계가 더 제공된다.According to another preferred embodiment of the present invention, an automated computer controlled machine for manufacturing an object from a workpiece, wherein the area of the workpiece to be removed by a rotary cutting tool is selected and asymmetric within the area of the workpiece A controller operative to direct the rotary cutting tool along the spiral tool path, wherein the spiral tool path maximizes a portion of the area of the workpiece that is removed by the rotary cutting tool moving along the asymmetric spiral tool path. The machine is further provided.
바람직하게는, 상기 컨트롤러는 또한 상기 트로코이드 형 툴 경로를 따라 이동하는 상기 툴에 의해 제거되는 상기 워크피스의 영역의 잔여 부분에서의 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로를 따라 상기 회전 절단 툴을 지향시키도록 동작한다.Advantageously, said controller is further adapted to direct said rotary cutting tool along at least one trocoid-like tool path in the remainder of the area of said workpiece removed by said tool moving along said trocoid-like tool path. It works.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라, 회전 절단 툴에 의해 제거될 상기 워크피스의 영역을 선택하고, 상기 워크피스의 상기 영역 내에서의 비대칭 나선 툴 경로를 따라 상기 회전 절단 툴을 지향시킴으로써 컴퓨터 제어 기계 툴을 이용하여 기계가공되는 워크피스로부터 제조되는 물건로서, 나선 툴 경로가 상기 비대칭 나선 툴 경로를 따라 이동하는 상기 회전 절단 툴에 의해 제거되는 상기 워크피스의 영역의 부분을 최대화시키는 물건이 더 제공된다.According to another preferred embodiment of the present invention, a computer is provided by selecting an area of the workpiece to be removed by a rotary cutting tool and directing the rotary cutting tool along an asymmetric spiral tool path within the region of the workpiece. An article manufactured from a workpiece that is machined using a control machine tool, wherein the article that maximizes the portion of the area of the workpiece that is removed by the rotating cutting tool that moves along the asymmetric spiral tool path. More is provided.
바람직하게는, 상기 물건은 상기 트로코이드 형 툴 경로를 따라 이동하는 툴에 의해 제거되는 상기 워크피스의 영역의 잔여 부분에서 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로를 따라서 상기 회전 절단 툴을 지향시킴으로써 제조된다.Preferably, the article is manufactured by directing the rotary cutting tool along at least one trocoid-like tool path in the remainder of the area of the workpiece that is removed by the tool moving along the trocoid-like tool path.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라, 워크피스로부터 물건을 제조하기 위한 컴퓨터 수치 제어 기계를 제어하는 명령어를 생성하는 자동화된 컴퓨터 구현 방법으로서, 회전 절단 툴에 의해 제거될 워크피스의 영역을 선택하는 단계, 비대칭 나선 툴 경로에 의해 제거될 영역의 제 1 부분을 선택하는 단계, 및 상기 영역의 잔여 부분을 제거하기 위해 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로를 설정하는 단계를 포함하고, 상기 영역의 제 1 부분을 선택하는 단계는 상기 영역을 제거하는 데에 필요한 기계가공 시간을 최소화하도록 동작하는 방법이 더 제공된다.According to another preferred embodiment of the present invention, an automated computer-implemented method of generating instructions for controlling a computer numerical control machine for manufacturing an article from a workpiece, wherein the area of the workpiece to be removed by the rotary cutting tool is selected. Selecting a first portion of the region to be removed by an asymmetrical spiral tool path, and establishing at least one trocoid-like tool path to remove the remaining portion of the region; Selecting one portion further provides a method that operates to minimize the machining time required to remove the area.
바람직하게는, 상기 방법은 또한 툴과 상기 워크피스 사이의 최대 허용 맞물림 각도를 선택하는 단계, 상기 툴과 상기 워크피스 사이의 최소 허용 맞물림 각도를 선택하는 단계, 및 상기 맞물림 각도가 상기 최대 허용 맞물림 각도와 상기 최소 허용 맞물림 각도 사이에서 점차적으로 변화하도록 하기 위해 상기 워크피스에 대해 상기 비대칭 나선 툴 경로와 상기 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로를 설정하는 단계를 포함한다.Advantageously, the method further comprises selecting a maximum allowable engagement angle between a tool and said workpiece, selecting a minimum allowable engagement angle between said tool and said workpiece, and wherein said engagement angle is said maximum allowable engagement. Establishing the asymmetrical spiral tool path and the at least one trocoid-like tool path for the workpiece to cause a gradual change between an angle and the minimum allowable engagement angle.
바람직하게는, 상기 컴퓨터 수치 제어 기계, 회전 절단 툴 및 상기 워크피스 재료의 특성 중 적어도 하나의 고려에 대응하여, 상기 설정 단계는 또한, 다른 제약 사항을 고려하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계, 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계, 및 상기 물건의 제조 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 제조의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 제조기간 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이 된다.Preferably, in response to consideration of at least one of the characteristics of the computer numerical control machine, the rotary cutting tool and the workpiece material, the setting step also takes into account other constraints, the rate of change of the engagement angle over time. Minimizing the number of steps; gradually varying the feed rate of the tool in response to the varying engagement angle, maintaining an overall constant workload for the tool, and minimizing the manufacturing cost of the article. Whereby the cost is a combination of the cost of operating the machine during the period of manufacture and the wear cost imposed on the tool during the period of manufacture.
바람직하게는, 상기 비대칭 나선 툴 경로는 복수의 나선 툴 경로 세그먼트를 포함하고, 상기 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로는 복수의 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트를 포함하고, 비대칭 나선 툴 경로 설정단계는 상기 나선 툴 경로 세그먼트 각각을 회귀적으로 설정하는 단계를 포함하고, 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로 설정단계는 상기 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트의 각각을 회귀적으로 설정하는 단계를 포함하고, 여기서, 컴퓨터 수치 제어 기계, 회전 절단 툴 및 상기 워크피스의 재료의 특성 중 적어도 하나를 고려하는 것에 대응하여, 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 설정하는 단계는 또한, 다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계, 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계, 및 상기 툴 경로 세그먼트의 각각을 기계가공하는 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 기계가공의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 기계가공 기간 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이 된다.Advantageously, said asymmetrical helix tool path comprises a plurality of helix tool path segments, said at least one trocoided tool path comprises a plurality of trocoid-shaped tool path segments, and wherein said asymmetrical helix tool path setting step comprises said helix tool. Recursively setting each of the path segments, wherein at least one trocoid-type tool path setting step includes recursively setting each of the trocoid-type tool path segments, wherein the computer numerical control machine, In response to taking into account at least one of the properties of the rotational cutting tool and the material of the workpiece, setting each of the tool path segments also minimizes the rate of change of the engagement angle over time while applying other constraints. In response to the varying engagement angle of the tool. Gradually varying the feed rate, maintaining an overall constant workload for the tool, and minimizing the cost of machining each of the tool path segments, thereby costing the machining It is a combination of the cost of operating the machine for a period of time and the wear cost imposed on the tool during the machining period.
바람직하게는, 상기 툴 경로 세그먼트의 각각은 복수의 툴 경로 서브세그먼트를 포함하고, 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 회귀적으로 설정하는 단계는 상기 툴 경로 서브세그먼트의 각각을 회귀적으로 설정하는 단계를 포함하고, 여기서, 컴퓨터 수치 제어 기계, 회전 절단 툴 및 상기 워크피스의 재료의 특성 중 적어도 하나를 고려하는 것에 대응하여, 상기 툴 경로 서브세그먼트 각각을 설정하는 단계는 또한, 다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계, 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계, 및 상기 툴 경로 서브세그먼트의 각각을 기계가공하는 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 기계가공의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 기계가공 기간 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이다.Advantageously, each of said tool path segments comprises a plurality of tool path subsegments, and recursively setting each of said tool path segments comprises recursively setting each of said tool path subsegments. And in response to taking into account at least one of the properties of the computer numerical control machine, the rotary cutting tool and the material of the workpiece, the step of setting each of the tool path subsegments also applies other constraints, Minimizing the rate of change of the engagement angle over time, gradually changing the feed rate of the tool in response to the changing engagement angle, maintaining an overall constant workload for the tool, and the tool path Minimizing the cost of machining each of the subsegments; Whereby the cost is a combination of the cost of operating the machine during the period of machining and the cost of wear applied to the tool during the period of machining.
바람직하게는, 상기 비대칭 나선 툴 경로는 수렴 나선 툴 경로 및 발산 나산 툴 경로 중 하나이다.Preferably, the asymmetric spiral tool path is one of a converging spiral tool path and a diverging spiral tool path.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라, 컴퓨터 제어 기계 툴을 채용하는 워크피스를 기계가공하기 위한 방법으로서, 회전 절단 툴에 의해 제거될 워크피스의 영역을 선택하는 단계, 비대칭 나선 툴 경로에 의해 제거될 상기 영역의 제 1 부분을 선택하는 단계, 및 상기 워크피스의 영역의 잔여 부분 내에서의 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로를 따라서 상기 툴을 지향시키는 단계를 포함하고, 상기 영역의 제 1 부분을 선택하는 단계는 상기 영역을 제거하는 데에 필요한 기계가공 시간을 최소화하도록 동작한다.According to another preferred embodiment of the present invention, there is provided a method for machining a workpiece employing a computer controlled machine tool, comprising: selecting an area of the workpiece to be removed by a rotary cutting tool, by means of an asymmetrical spiral tool path Selecting a first portion of the region to be removed, and directing the tool along at least one trocoid-like tool path within the remaining portion of the region of the workpiece, the first portion of the region The step of selecting is operative to minimize the machining time required to remove the area.
본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 따라, 워크피스로부터 물건을 제조하기 위해 컴퓨터 수치제어 기계를 제어하는 명령어를 생성하는 자동화된 컴퓨터 구현 장치로서, 회전 절단 툴에 의해 제거될 워크피스의 영역을 선택하고, 비대칭 나선 툴 경로에 의해 제거될 상기 영역의 제 1 부분을 선택하고, 및 상기 영역의 잔여 부분을 제거하기 위한 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로를 설정하도록 동작하는 툴 경로 설정 엔진을 포함하는 장치가 제공되고, 상기 영역의 제 1 부분을 선택하는 단계는 상기 영역을 제거하는 데에 필요한 기계가공 시간을 최소화하도록 동작한다.According to another preferred embodiment of the present invention, an automated computer-implemented device for generating instructions for controlling a computer numerical control machine for manufacturing an object from a workpiece, wherein the area of the workpiece to be removed by the rotary cutting tool is selected. And a tool routing engine operative to select a first portion of the region to be removed by an asymmetric spiral tool path, and to establish at least one trocoid-like tool path for removing the remaining portion of the region. And selecting the first portion of the region operates to minimize the machining time required to remove the region.
바람직하게는, 상기 설정 단계는 회전 절단 툴과 상기 워크피스 사이의 최대 허용 맞물림 각도를 선택하는 단계, 상기 회전 절단 툴과 상기 워크피스 사이의 최소 허용 맞물림 각도를 선택하는 단계, 및 상기 맞물림 각도가 상기 최대 허용 맞물림 각도와 상기 최소 허용 맞물림 각도 사이에서 점차적으로 변화하도록 하기 위해 상기 워크피스에 대해 상기 비대칭 나선 툴 경로와 상기 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로를 설정하는 단계를 포함한다.Advantageously, the setting step includes selecting a maximum allowable engagement angle between the rotary cutting tool and the workpiece, selecting a minimum allowable engagement angle between the rotary cutting tool and the workpiece, and wherein the engagement angle is Establishing the asymmetrical spiral tool path and the at least one trocoid-like tool path for the workpiece to cause a gradual change between the maximum allowable engagement angle and the minimum allowable engagement angle.
바람직하게는, 상기 설정 단계는, 다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 상기 설정 단계는 또한 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 상기 설정 단계는 또한 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키도록 동작한다. 바람직하게는, 상기 설정 단계는 또한 상기 물건의 제조 비용을 최소화하도록 동작하여, 그에 의해 상기 비용은 상기 제조의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 제조기간 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이다.Advantageously, said setting step comprises minimizing the rate of change of said engagement angle over time, while applying other constraints. Advantageously, said setting step also comprises gradually changing the feed rate of said tool in response to said varying engagement angle. Advantageously, said setting step also operates to maintain an overall constant workload for said tool. Advantageously, said setting step also operates to minimize manufacturing cost of said article, whereby said cost is a combination of the cost of operating said machine during said period of manufacture and the cost of wear applied to said tool during said period of manufacture. to be.
바람직하게는, 상기 비대칭 나선 툴 경로는 복수의 나선 툴 경로 세그먼트를 포함하고, 상기 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로는 복수의 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트를 포함하고, 비대칭 나선 툴 경로 설정단계는 상기 나선 툴 경로 세그먼트 각각을 회귀적으로 설정하는 단계를 포함하고, 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로 설정단계는 상기 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트의 각각을 회귀적으로 설정하는 단계를 포함하고, 여기서, 컴퓨터 수치 제어 기계, 회전 절단 툴 및 상기 워크피스의 재료의 특성 중 적어도 하나를 고려하는 것에 대응하여, 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 설정하는 단계는 또한, 다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계, 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계, 및 상기 툴 경로 세그먼트의 각각을 기계가공하는 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 기계가공의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 기계가공 기간 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이다.Advantageously, said asymmetrical helix tool path comprises a plurality of helix tool path segments, said at least one trocoided tool path comprises a plurality of trocoid-shaped tool path segments, and wherein said asymmetrical helix tool path setting step comprises said helix tool. Recursively setting each of the path segments, wherein at least one trocoid-type tool path setting step includes recursively setting each of the trocoid-type tool path segments, wherein the computer numerical control machine, In response to taking into account at least one of the properties of the rotational cutting tool and the material of the workpiece, setting each of the tool path segments also minimizes the rate of change of the engagement angle over time while applying other constraints. In response to the varying engagement angle of the tool. Gradually varying the feed rate, maintaining an overall constant workload for the tool, and minimizing the cost of machining each of the tool path segments, thereby costing the machining Is a combination of the cost of operating the machine for a period of time and the wear cost applied to the tool during the machining period.
추가로, 상기 툴 경로 세그먼트의 각각은 복수의 툴 경로 서브세그먼트를 포함하고, 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 회귀적으로 설정하는 단계는 상기 툴 경로 서브세그먼트의 각각을 회귀적으로 설정하는 단계를 포함하고, 여기서, 컴퓨터 수치 제어 기계, 회전 절단 툴 및 상기 워크피스의 재료의 특성 중 적어도 하나를 고려하는 것에 대응하여, 상기 툴 경로 서브세그먼트 각각을 설정하는 단계는 또한, 다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계, 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계, 및 상기 툴 경로 서브세그먼트의 각각을 기계가공하는 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 기계가공의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 기계가공 기간 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이다.Additionally, each of the tool path segments includes a plurality of tool path subsegments, and recursively setting each of the tool path segments includes recursively setting each of the tool path subsegments; Wherein, in response to taking into account at least one of the computer numerical control machine, the rotary cutting tool and the properties of the material of the workpiece, the step of setting each of the tool path subsegments may also be performed by applying different constraints. Minimizing a rate of change of the engagement angle in accordance with the method, gradually changing a feed rate of the tool in response to the changing engagement angle, maintaining an overall constant work load for the tool, and the tool path sub Minimizing the cost of machining each of the segments, and Thereby the cost is a combination of the cost of operating the machine during the period of machining and the wear cost imposed on the tool during the period of machining.
바람직하게는, 상기 비대칭 나선 툴 경로는 수렴 나선 툴 경로 및 발산 나산 툴 경로 중 하나이다.Preferably, the asymmetric spiral tool path is one of a converging spiral tool path and a diverging spiral tool path.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라, 워크피스로부터 물건을 제조하기 위한 자동화된 컴퓨터 제어 기계로서, 회전 절단 툴에 의해 제거될 상기 워크피스의 영역을 선택하고, 비대칭 나선 툴 경로에 의해 제거될 상기 영역의 제 1 부분을 선택하고, 및 상기 워크피스의 영역 내에서 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로를 따라 상기 회전 절단 툴을 지향시키도록 동작하는 컨트롤러를 포함하는 기계가 더 제공되고, 상기 영역의 제 1 부분을 선택하는 단계는 상기 영역을 제거하는데에 필요한 기계가공 시간을 최소화하도록 동작한다.According to another preferred embodiment of the present invention, an automated computer controlled machine for manufacturing an article from a workpiece, wherein the area of the workpiece to be removed by the rotary cutting tool is selected and removed by the asymmetrical spiral tool path. A machine is further provided comprising a controller operative to select a first portion of the area and direct the rotary cutting tool along at least one trocoid-like tool path within the area of the workpiece. Selecting the first portion operates to minimize the machining time required to remove the region.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라, 회전 절단 툴에 의해 제거될 상기 워크피스의 영역을 선택하고, 비대칭 나선 툴 경로에 의해 제거될 상기 영역의 제 1 부분을 선택하고, 및 상기 워크피스의 상기 영역 내에서의 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로를 따라 상기 회전 절단 툴을 지향시킴으로써 컴퓨터 제어 기계 툴을 이용하여 기계가공되는 워크피스로부터 제조되는 물건이 더 제공되고, 상기 영역의 제 1 부분을 선택하는 단계는 상기 영역을 제거하는데에 필요한 기계가공 시간을 최소화하도록 동작한다.According to another preferred embodiment of the invention, the area of the workpiece to be removed by the rotary cutting tool is selected, the first part of the area to be removed by the asymmetrical spiral tool path is selected, and the Further provided is an article made from a workpiece machined using a computer controlled machine tool by directing the rotary cutting tool along at least one trocoided tool path within the region, and selecting a first portion of the region. And the step of operating to minimize the machining time required to remove the area.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라, 물건에 포함되지 않을 워크피스의 부분들을 제거함으로써 상기 워크피스로부터 상기 물건을 제조하기 위해 컴퓨터 수치 제어 기계를 제어하는 명령어를 생성하는 자동화된 컴퓨터 구현 방법으로서, 워크피스로부터 제조될 원하는 물건의 단면을 고려하는 단계, 섬(islands)으로서 제거되지 않을 상기 워크피스 표면 상의 단면의 분리된 영역들을 형성하는 단계, 섬을 가지지 않은 영역내에서의 툴 경로의 설정을 시작하는 단계, 및 툴 경로가 섬과 만났을 때 상기 섬을 둘러싼 호(moat)를 형성하는 호 툴 경로를 설정하는 단계를 포함하는 방법이 더 제공된다.In accordance with another preferred embodiment of the present invention, there is provided an automated computer implemented method for generating instructions for controlling a computer numerical control machine to manufacture an article from the workpiece by removing portions of the workpiece that will not be included in the article. Considering the cross section of the desired object to be manufactured from the workpiece, forming separate regions of the cross section on the workpiece surface that will not be removed as islands, setting up the tool path in the region without islands Is provided, and establishing an arc tool path forming a moat surrounding the island when the tool path encounters the island.
바람직하게는, 상기 방법은 상기 섬, 상기 섬을 둘러싸는 호 및 제거된 영역으로서 상기 워크피스로부터 이미 제거된 섬들을 포함하는 복합 영역(composite region)을 설정하는 단계, 및 상기 제거된 영역들을 포함하지 않는 상기 워크피스의 잔여 영역들을 제거하도록 툴 경로를 설정하는 단계를 포함한다.Advantageously, the method comprises establishing a composite region comprising said island, an arc surrounding said island, and islands that have already been removed from said workpiece as removed areas, and said removed areas. Setting a tool path to remove remaining areas of the workpiece that do not.
바람직하게는, 상기 방법은 또한 툴과 상기 워크피스 사이의 최대 허용 맞물림 각도를 선택하는 단계, 상기 툴과 상기 워크피스 사이의 최소 허용 맞물림 각도를 선택하는 단계, 및 상기 맞물림 각도가 상기 최대 허용 맞물림 각도와 상기 최소 허용 맞물림 각도 사이에서 점차적으로 변화하도록 하기 위해 상기 워크피스에 대한 상기 호 툴 경로를 설정하는 단계를 포함한다.Advantageously, the method further comprises selecting a maximum allowable engagement angle between a tool and said workpiece, selecting a minimum allowable engagement angle between said tool and said workpiece, and wherein said engagement angle is said maximum allowable engagement. Establishing the arc tool path for the workpiece to cause a gradual change between an angle and the minimum allowable engagement angle.
바람직하게는, 상기 컴퓨터 수치 제어 기계, 회전 절단 툴 및 상기 워크피스 재료의 특성 중 적어도 하나의 고려에 반응하여, 상기 설정 단계는 또한, 다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계, 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계, 및 상기 물건의 제조 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 제조의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 제조기간 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이다.Advantageously, in response to consideration of at least one of the characteristics of the computer numerical control machine, the rotary cutting tool, and the workpiece material, the setting step also applies different constraints, with the rate of change of the engagement angle over time. Minimizing the number of steps; gradually varying the feed rate of the tool in response to the varying engagement angle, maintaining an overall constant workload for the tool, and minimizing the manufacturing cost of the article. Whereby the cost is a combination of the cost of operating the machine during the period of manufacture and the wear cost imposed on the tool during the period of manufacture.
추가로, 상기 툴 경로는 복수의 툴 경로 세그먼트를 포함하고, 상기 툴 경로 설정단계는 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 회귀적으로 설정하는 단계를 포함하고,여기서, 컴퓨터 수치 제어 기계, 회전 절단 툴 및 상기 워크피스의 재료의 특성 중 적어도 하나를 고려하는 것에 대응하여, 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 설정하는 단계는 또한, 다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계, 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계, 및 상기 툴 경로 세그먼트의 각각을 기계가공하는 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 기계가공의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 기계가공 기간 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이다.Additionally, the tool path includes a plurality of tool path segments, and the tool path setting includes recursively setting each of the tool path segments, wherein the computer numerical control machine, the rotary cutting tool and the In response to taking into account at least one of the properties of the material of the workpiece, setting each of the tool path segments also minimizes the rate of change of the engagement angle over time, while applying other constraints. Gradually changing a feed rate of the tool in response to an engagement angle, maintaining an overall constant work load for the tool, and minimizing the cost of machining each of the tool path segments; Whereby the cost is the ratio of operating the machine during the period of machining. And wear costs imposed on the tool during the machining period.
추가로, 상기 툴 경로 세그먼트의 각각은 복수의 툴 경로 서브세그먼트를 포함하고, 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 회귀적으로 설정하는 단계는 상기 툴 경로 서브세그먼트의 각각을 회귀적으로 설정하는 단계를 포함하고, 여기서, 컴퓨터 수치 제어 기계, 회전 절단 툴 및 상기 워크피스의 재료의 특성 중 적어도 하나를 고려하는 것에 대응하여, 상기 툴 경로 서브세그먼트 각각을 설정하는 단계는 또한, 다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계, 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계, 및 상기 툴 경로 서브세그먼트의 각각을 기계가공하는 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 기계가공의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 기계가공 기간 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이다.Additionally, each of the tool path segments includes a plurality of tool path subsegments, and recursively setting each of the tool path segments includes recursively setting each of the tool path subsegments; Wherein, in response to taking into account at least one of the computer numerical control machine, the rotary cutting tool and the properties of the material of the workpiece, the step of setting each of the tool path subsegments may also be performed by applying different constraints. Minimizing a rate of change of the engagement angle in accordance with the method, gradually changing a feed rate of the tool in response to the changing engagement angle, maintaining an overall constant work load for the tool, and the tool path sub Minimizing the cost of machining each of the segments, and Thereby the cost is a combination of the cost of operating the machine during the period of machining and the wear cost imposed on the tool during the period of machining.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라, 컴퓨터 제어 기계 툴을 채용하여 워크피스를 기계가공하기 위한 방법으로서, 워크피스로부터 제조될 원하는 물건의 단면을 고려하는 단계, 섬으로서 제거되지 않을 상기 워크피스 표면 상의 단면의 분리된 영역들을 형성하는 단계, 섬을 가지지 않은 영역 내에서의 툴 경로를 따라 최초로 상기 툴을 지향시키는 단계, 및 섬과 툴 경로가 만났을 때 상기 섬을 둘러싼 호(moat)를 형성하는 호 툴 경로를 따라 상기 툴을 지향시키는 단계를 포함하는 방법이 더 제공된다.According to yet another preferred embodiment of the present invention, a method for machining a workpiece by employing a computer controlled machine tool, which takes into account the cross section of the desired object to be manufactured from the workpiece, said workpiece not to be removed as an island. Forming discrete regions of the cross section on the surface, orienting the tool first along a tool path in an area without islands, and forming a moat surrounding the island when the island and tool path meet. Further provided is a method comprising directing the tool along a call tool path.
본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 따라, 워크피스로부터 물건을 제조하기 위해 컴퓨터 수치제어 기계를 제어하기 위한 명령어를 생성하는 자동화된 컴퓨터 구현 장치로서, 워크피스로부터 제조될 원하는 물건의 단면적을 고려하고, 섬으로서 제거되지 않을 상기 워크피스 표면 상의 단면의 분리된 영역들을 형성하고, 섬들을 가지지 않은 영역내에서의 툴 경로의 설정을 시작하고, 및 섬과 툴 경로가 만났을 때 상기 섬을 둘러싼 호를 형성하는 호 툴 경로를 설정하도록 동작하는 툴 경로 설정 엔진을 포함하는 장치가 더 제공된다.According to another preferred embodiment of the present invention, an automated computer-implemented device for generating instructions for controlling a computer numerical control machine for manufacturing an article from a workpiece, the cross-sectional area of the desired article to be manufactured from the workpiece, Forming separate regions of the cross-section on the workpiece surface that will not be removed as islands, initiating the establishment of a tool path in an area without islands, and when the island and tool path meet, Further provided is an apparatus comprising a tool routing engine operative to set a call tool path to form.
바람직하게는, 상기 설정 엔진은 상기 섬, 상기 섬을 둘러싸는 호 및 제거된 영역으로서 상기 워크피스로부터 이미 제거된 영역들을 포함하는 복합 영역(composite region)을 형성하고, 및 상기 제거된 영역들을 포함하지 않는 상기 워크피스의 잔여 영역들을 제거하도록 툴 경로를 설정하도록 동작한다.Advantageously, said set engine forms a composite region comprising said island, an arc surrounding said island, and regions that have already been removed from said workpiece as removed regions, and including said removed regions. And to set a tool path to remove remaining areas of the workpiece that are not.
바람직하게는, 상기 설정 엔진은 또한 툴과 상기 워크피스 사이의 최대 허용 맞물림 각도를 선택하고, 상기 툴과 상기 워크피스 사이의 최소 허용 맞물림 각도를 선택하고, 및 상기 맞물림 각도가 상기 최대 허용 맞물림 각도와 상기 최소 허용 맞물림 각도 사이에서 점차적으로 변화하도록 하기 위해 상기 워크피스에 대한 상기 호 툴 경로를 설정하도록 동작한다.Advantageously, said setting engine also selects a maximum allowable engagement angle between a tool and said workpiece, selects a minimum allowable engagement angle between said tool and said workpiece, and said engagement angle is said maximum allowable engagement angle. And set the arc tool path for the workpiece to cause a gradual change between and the minimum allowable engagement angle.
바람직하게는, 상기 컴퓨터 수치 제어 기계, 회전 절단 툴 및 상기 워크피스 재료의 특성 중 적어도 하나의 고려에 대응하여, 상기 설정 단계는 또한, 다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계, 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계, 및 상기 물건의 제조 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 제조의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 제조기간 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이다.Advantageously, in response to consideration of at least one of the characteristics of the computer numerical control machine, the rotary cutting tool, and the workpiece material, the setting step also applies a different constraint, with the rate of change of the engagement angle over time. Minimizing the number of steps; gradually varying the feed rate of the tool in response to the varying engagement angle, maintaining an overall constant workload for the tool, and minimizing the manufacturing cost of the article. Whereby the cost is a combination of the cost of operating the machine during the period of manufacture and the wear cost imposed on the tool during the period of manufacture.
추가로, 상기 툴 경로는 복수의 툴 경로 세그먼트를 포함하고, 상기 툴 경로 설정단계는 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 회귀적으로 설정하는 단계를 포함하고,여기서, 컴퓨터 수치 제어 기계, 회전 절단 툴 및 상기 워크피스의 재료의 특성 중 적어도 하나를 고려하는 것에 대응하여, 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 설정하는 단계는 또한, 다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계, 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계, 및 상기 툴 경로 세그먼트의 각각을 기계가공하는 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 기계가공의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 기계가공 기간 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이다.Additionally, the tool path includes a plurality of tool path segments, and the tool path setting includes recursively setting each of the tool path segments, wherein the computer numerical control machine, the rotary cutting tool and the In response to taking into account at least one of the properties of the material of the workpiece, setting each of the tool path segments also minimizes the rate of change of the engagement angle over time, while applying other constraints. Gradually changing a feed rate of the tool in response to an engagement angle, maintaining an overall constant work load for the tool, and minimizing the cost of machining each of the tool path segments; Whereby the cost is the ratio of operating the machine during the period of machining. And wear costs imposed on the tool during the machining period.
추가로, 상기 툴 경로 세그먼트의 각각은 복수의 툴 경로 서브세그먼트를 포함하고, 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 회귀적으로 설정하는 단계는 상기 툴 경로 서브세그먼트의 각각을 회귀적으로 설정하는 단계를 포함하고, 여기서, 컴퓨터 수치 제어 기계, 회전 절단 툴 및 상기 워크피스의 재료의 특성 중 적어도 하나를 고려하는 것에 대응하여, 상기 툴 경로 서브세그먼트 각각을 설정하는 단계는 또한, 다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계, 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계, 및 상기 툴 경로 서브세그먼트의 각각을 기계가공하는 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 기계가공의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 기계가공 기간 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이다.Additionally, each of the tool path segments includes a plurality of tool path subsegments, and recursively setting each of the tool path segments includes recursively setting each of the tool path subsegments; Wherein, in response to taking into account at least one of the computer numerical control machine, the rotary cutting tool and the properties of the material of the workpiece, the step of setting each of the tool path subsegments may also be performed by applying different constraints. Minimizing a rate of change of the engagement angle in accordance with the method, gradually changing a feed rate of the tool in response to the changing engagement angle, maintaining an overall constant work load for the tool, and the tool path sub Minimizing the cost of machining each of the segments, and Thereby the cost is a combination of the cost of operating the machine during the period of machining and the wear cost imposed on the tool during the period of machining.
본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 따라, 워크피스로부터 물건을 제조하기 위한 자동화된 컴퓨터 제어 기계로서, 워크피스로부터 제조될 원하는 물건의 단면적을 고려하고, 섬으로서 제거되지 않을 상기 워크피스 표면 상의 단면의 분리된 영역들을 형성하고, 섬을 가지지 않은 영역내에서의 툴 경로를 따라 상기 툴을 최초로 지향시키고, 및 섬과 툴 경로가 만났을 때 상기 섬을 둘러싼 호를 형성하는 툴 경로를 따라 상기 툴을 지향시키도록 동작하는 컨트롤러를 포함하는 기계가 더 제공된다.According to another preferred embodiment of the invention, an automated computer controlled machine for manufacturing an article from a workpiece, taking into account the cross-sectional area of the desired article to be manufactured from the workpiece, the cross section on the workpiece surface not to be removed as an island The tool is formed along a tool path that forms separate regions of, first directs the tool along a tool path within an island-free area, and forms an arc surrounding the island when the island and tool path meet. A machine is further provided comprising a controller operative to direct.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라, 워크피스로부터 제조될 원하는 물건의 단면을 고려하고, 섬으로서 제거되지 않을 상기 워크피스 표면 상의 단면의 분리된 영역들을 형성하고, 섬을 가지지 않은 영역내에서의 툴 경로를 따라 최초로 상기 툴을 지향시키고, 및 섬과 툴 경로가 만났을 때 상기 섬을 둘러싼 호를 형성하는 툴 경로를 따라 상기 툴을 지향시킴으로써 컴퓨터 제어 기계 툴을 이용하여 기계가공되는 워크피스로부터 제조되는 물건이 더 제공된다.According to another preferred embodiment of the present invention, in consideration of the cross section of the desired article to be manufactured from the workpiece, and forming separate regions of the cross section on the workpiece surface that will not be removed as islands, within the region without islands From a workpiece machined using a computer controlled machine tool by first orienting the tool along a tool path of and directing the tool along a tool path that forms an arc surrounding the island when the island and tool path meet. More things are manufactured.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라, 물건에 포함되지 않을 워크피스의 부분들을 제거함으로써 상기 워크피스로부터 상기 물건을 제조하기 위해 컴퓨터 수치 제어 기계를 제어하는 명령어를 생성하는 자동화된 컴퓨터 구현 방법으로서, 영역을 제거하기 위해 필요한 제 1 기계가공 시간이, 2개의 독립적인 영역들 사이에서 회전 절단 툴에 의해 분리 채널을 제거하고 상기 2 개의 독립적인 영역들을 제거함으로써 영역을 상기 2개의 독립적인 영역들로 분할하는데에 필요한 제 2 기계가공 시간 보다 더 긴 적어도 하나의 개방 영역을 식별하는 단계, 및 상기 영역의 외부 경계의 에지 상의 2개의 포인트들 사이로 연장되어있는 적어도 하나의 분리 채널을 상기 영역내에 형성하여, 상기 영역을 적어도 2 개의 독립적인 영역들로 분할하는 단계를 포함하는 방법이 더 제공된다.In accordance with another preferred embodiment of the present invention, there is provided an automated computer implemented method for generating instructions for controlling a computer numerical control machine to manufacture an article from the workpiece by removing portions of the workpiece that will not be included in the article. The first machining time required to remove the area is determined by removing the separation channel and removing the two independent areas by means of a rotary cutting tool between the two independent areas. Identifying at least one open area that is longer than the second machining time required to divide it into, and forming in the area at least one separation channel extending between two points on an edge of an outer boundary of the area To divide the region into at least two independent regions. This method is further provided.
바람직하게는, 상기 방법은 또한 트로코이드 형 툴 경로를 따라 이동하는 툴에 의해 제거되는 분리 채널 내의 상기 회전 절단 툴을 위한 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로를 설정하는 단계를 포함한다.Advantageously, the method also includes establishing at least one trocoid-like tool path for said rotary cutting tool in a separation channel that is removed by a tool moving along the trocoid-like tool path.
바람직하게는, 상기 방법은 또한 회전 절단 툴과 상기 워크피스 사이의 최대 허용 맞물림 각도를 선택하는 단계, 상기 회전 절단 툴과 상기 워크피스 사이의 최소 허용 맞물림 각도를 선택하는 단계, 및 상기 맞물림 각도가 상기 최대 허용 맞물림 각도와 상기 최소 허용 맞물림 각도 사이에서 점차적으로 변화하도록 하기 위해 상기 워크피스에 대해 상기 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로를 설정하는 단계를 포함한다.Preferably, the method further comprises selecting a maximum allowable engagement angle between the rotary cutting tool and the workpiece, selecting a minimum allowable engagement angle between the rotary cutting tool and the workpiece, and wherein the engagement angle is Establishing the at least one trocoided tool path for the workpiece to cause a gradual change between the maximum allowable engagement angle and the minimum allowable engagement angle.
추가로, 상기 컴퓨터 수치 제어 기계, 회전 절단 툴 및 상기 워크피스 재료의 특성 중 적어도 하나의 고려에 반응하여, 상기 설정 단계는 또한, 다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계, 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계, 및 상기 물건의 제조 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 제조의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 제조기간 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이다.In addition, in response to consideration of at least one of the characteristics of the computer numerical control machine, the rotary cutting tool, and the workpiece material, the setting step also applies a rate of change of the engagement angle over time, while applying other constraints. Minimizing, gradually changing a feed rate of the tool in response to the varying engagement angle, maintaining an overall constant work load for the tool, and minimizing the manufacturing cost of the article; Whereby the cost is a combination of the cost of operating the machine during the period of manufacture and the wear cost imposed on the tool during the period of manufacture.
바람직하게는, 상기 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로는 복수의 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트를 포함하고, 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로 설정단계는 상기 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트의 각각을 회귀적으로 설정하는 단계를 포함하고, 여기서, 컴퓨터 수치 제어 기계, 회전 절단 툴 및 상기 워크피스의 재료의 특성 중 적어도 하나를 고려하는 것에 대응하여, 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 설정하는 단계는 또한, 다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계, 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계, 및 상기 툴 경로 세그먼트의 각각을 기계가공하는 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 기계가공의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 기계가공 기간 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이다.Advantageously, said at least one trocoid-type tool path includes a plurality of trocoid-type tool path segments, and at least one trocoid-type tool path setting step includes recursively setting each of said trocoid-type tool path segments. Wherein, in response to taking into account at least one of a computer numerical control machine, a rotary cutting tool, and the properties of the material of the workpiece, setting each of the tool path segments also applies other constraints, Minimizing the rate of change of the engagement angle over time, gradually changing the feed rate of the tool in response to the changing engagement angle, maintaining an overall constant workload for the tool, and the tool path To minimize the cost of machining each of the segments Including type, and thus the cost is by a combination of wear costs exerted on the tool while the machine cost and the machining period for operating for the duration of the machining.
추가로, 상기 툴 경로 세그먼트의 각각은 복수의 툴 경로 서브세그먼트를 포함하고, 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 회귀적으로 설정하는 단계는 상기 툴 경로 서브세그먼트의 각각을 회귀적으로 설정하는 단계를 포함하고, 여기서, 컴퓨터 수치 제어 기계, 회전 절단 툴 및 상기 워크피스의 재료의 특성 중 적어도 하나를 고려하는 것에 대응하여, 상기 툴 경로 서브세그먼트 각각을 설정하는 단계는 또한, 다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계, 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계, 및 상기 툴 경로 서브세그먼트의 각각을 기계가공하는 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 기계가공의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 기계가공 기간 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이다.Additionally, each of the tool path segments includes a plurality of tool path subsegments, and recursively setting each of the tool path segments includes recursively setting each of the tool path subsegments; Wherein, in response to taking into account at least one of the computer numerical control machine, the rotary cutting tool and the properties of the material of the workpiece, the step of setting each of the tool path subsegments may also be performed by applying different constraints. Minimizing a rate of change of the engagement angle in accordance with the method, gradually changing a feed rate of the tool in response to the changing engagement angle, maintaining an overall constant work load for the tool, and the tool path sub Minimizing the cost of machining each of the segments, and Thereby the cost is a combination of the cost of operating the machine during the period of machining and the wear cost imposed on the tool during the period of machining.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라, 컴퓨터 제어 기계 툴을 채용하여 워크피스를 기계가공하기 위한 방법으로서, 영역을 제거하기 위해 필요한 제 1 기계가공 시간이, 2개의 독립적인 영역들 사이에서 회전 절단 툴에 의해 분리 채널을 제거하고 상기 2 개의 독립적인 영역들을 제거함으로써 상기 영역을 상기 2개의 독립적인 영역들로 분할하는데에 필요한 제 2 기계가공 시간 보다 더 긴 적어도 하나의 개방 영역을 식별하는 단계, 및 상기 영역의 외부 경계의 에지 상의 2개의 포인트들 사이로 연장되어있는 적어도 하나의 분리 채널 내에서의 트로코이드 형 툴 경로를 따라 상기 툴을 지향시켜, 상기 영역을 적어도 2 개의 독립적인 영역들로 분할하는 단계를 포함하는 방법이 더 제공된다.According to another preferred embodiment of the present invention, a method for machining a workpiece by employing a computer controlled machine tool, wherein the first machining time required to remove a zone is rotated between two independent zones. Identifying at least one open area longer than a second machining time required to divide the area into the two independent areas by removing the separation channel and removing the two independent areas by a cutting tool. Dividing the region into at least two independent regions by directing the tool along a trocoid-like tool path in at least one separation channel extending between two points on an edge of an outer boundary of the region. Further provided is a method comprising the steps of:
본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 따라, 물건에 포함되지 않을 워크피스의 부분들을 제거함으로써 상기 워크피스로부터 물건을 제조하기 위해 컴퓨터 수치제어 기계를 제어하기 위한 명령어를 생성하는 자동화된 컴퓨터 구현 장치로서, 영역을 제거하기 위해 필요한 제 1 기계가공 시간이, 2개의 독립적인 영역들 사이에서 회전 절단 툴에 의해 분리 채널을 제거하고 상기 2 개의 독립적인 영역들을 제거함으로써 상기 영역을 상기 2개의 독립적인 영역들로 분할하는데에 필요한 제 2 기계가공 시간 보다 더 긴 적어도 하나의 개방 영역을 식별하고, 및 상기 영역의 외부 경계의 에지 상의 2개의 포인트들 사이로 연장되어있는 적어도 하나의 분리 채널을 상기 영역내에 형성하여, 상기 영역을 적어도 2 개의 독립적인 영역들로 분할하도록 동작하는 툴 경로 설정 엔진을 포함하는 장치가 더 제공된다.According to another preferred embodiment of the present invention, there is provided an automated computer implemented device for generating instructions for controlling a computer numerical control machine for manufacturing an object from the workpiece by removing portions of the workpiece that will not be included in the object. The first machining time required to remove the zone is determined by removing the separation channel by the rotary cutting tool between the two independent zones and removing the two independent zones. Identify at least one open area that is longer than the second machining time required to split it into two, and form at least one separation channel in the area extending between two points on the edge of the outer boundary of the area To divide the region into at least two independent regions. The device containing the setting to the engine is further provided.
바람직하게는, 상기 툴 경로 설정 엔진은 또한 트로코이드 형 툴 경로를 따라서 이동하는 상기 툴에 의해 제거되는 상기 분리 채널에 상기 회전 절단 툴을 위한 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로를 설정하도록 동작한다.Advantageously, said tool routing engine is further operable to set at least one trocoid-like tool path for said rotary cutting tool in said separation channel removed by said tool moving along the trocoid-like tool path.
추가로, 상기 설정 단계는 회전 절단 툴과 상기 워크피스 사이의 최대 허용 맞물림 각도를 선택하는 단계, 상기 회전 절단 툴과 상기 워크피스 사이의 최소 허용 맞물림 각도를 선택하는 단계, 및 상기 맞물림 각도가 상기 최대 허용 맞물림 각도와 상기 최소 허용 맞물림 각도 사이에서 점차적으로 변화하도록 하기 위해 상기 워크피스에 대해 상기 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로를 설정하는 단계를 포함한다.Further, the setting step includes selecting a maximum allowable engagement angle between the rotary cutting tool and the workpiece, selecting a minimum allowable engagement angle between the rotary cutting tool and the workpiece, and wherein the engagement angle is Establishing the at least one trocoided tool path for the workpiece to cause a gradual change between a maximum allowable engagement angle and the minimum allowable engagement angle.
추가로, 상기 컴퓨터 수치 제어 기계, 회전 절단 툴 및 상기 워크피스 재료의 특성 중 적어도 하나의 고려에 반응하여, 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 설정하는 단계는 또한, 다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계, 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계, 및 상기 물건의 제조 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 제조의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 제조기간 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이다.In addition, in response to consideration of at least one of the characteristics of the computer numerical control machine, the rotary cutting tool and the workpiece material, setting each of the tool path segments may also be performed over time, while applying other constraints. Minimizing the rate of change of the engagement angle, gradually changing the feed rate of the tool in response to the changing engagement angle, maintaining an overall constant workload for the tool, and manufacturing costs of the article Minimizing, whereby the cost is a combination of the cost of operating the machine during the period of manufacture and the cost of wear applied to the tool during the period of manufacture.
추가로, 상기 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로는 복수의 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트를 포함하고, 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로 설정단계는 상기 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트의 각각을 회귀적으로 설정하는 단계를 포함하고, 여기서, 컴퓨터 수치 제어 기계, 회전 절단 툴 및 상기 워크피스의 재료의 특성 중 적어도 하나를 고려하는 것에 대응하여, 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 설정하는 단계는 또한, 다른 제약 사항을 고려하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계, 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계, 및 상기 툴 경로 세그먼트의 각각을 기계가공하는 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 기계가공의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 기계가공 기간 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이다.Further, the at least one trocoid-type tool path includes a plurality of trocoid-type tool path segments, and the at least one trocoid-type tool path setting step includes recursively setting each of the trocoid-type tool path segments. And in response to taking into account at least one of the computer numerical control machine, the rotary cutting tool, and the properties of the material of the workpiece, the step of setting each of the tool path segments also takes time, taking into account other constraints. Minimizing a rate of change of the engagement angle in accordance with the method, gradually changing a feed rate of the tool in response to the changing engagement angle, maintaining an overall constant workload for the tool, and the tool path segment To minimize the cost of machining each of the Hereinafter, and thus the cost is by the combination of the applied wear costs for the cost and the tool during the machining period for operating the machine for the duration of the machining.
추가로, 상기 툴 경로 세그먼트의 각각은 복수의 툴 경로 서브세그먼트를 포함하고, 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 회귀적으로 설정하는 단계는 상기 툴 경로 서브세그먼트의 각각을 회귀적으로 설정하는 단계를 포함하고, 여기서, 컴퓨터 수치 제어 기계, 회전 절단 툴 및 상기 워크피스의 재료의 특성 중 적어도 하나를 고려하는 것에 대응하여, 상기 툴 경로 서브세그먼트 각각을 설정하는 단계는 또한, 다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계, 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계, 및 상기 툴 경로 서브세그먼트의 각각을 기계가공하는 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 기계가공의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 기계가공 기간 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이다.Additionally, each of the tool path segments includes a plurality of tool path subsegments, and recursively setting each of the tool path segments includes recursively setting each of the tool path subsegments; Wherein, in response to taking into account at least one of the computer numerical control machine, the rotary cutting tool and the properties of the material of the workpiece, the step of setting each of the tool path subsegments may also be performed by applying different constraints. Minimizing a rate of change of the engagement angle in accordance with the method, gradually changing a feed rate of the tool in response to the changing engagement angle, maintaining an overall constant work load for the tool, and the tool path sub Minimizing the cost of machining each of the segments, and Thereby the cost is a combination of the cost of operating the machine during the period of machining and the wear cost imposed on the tool during the period of machining.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라, 워크피스로부터 물건을 제조하기 위한 자동화된 컴퓨터 제어 기계로서, 영역을 제거하기 위해 필요한 제 1 기계가공 시간이, 2개의 독립적인 영역들 사이에서 회전 절단 툴에 의해 분리 채널을 제거하고 상기 2 개의 독립적인 영역들을 제거함으로써 상기 영역을 상기 2개의 독립적인 영역들로 분할하는데에 필요한 제 2 기계가공 시간 보다 더 긴 적어도 하나의 개방 영역을 식별하고, 및 상기 영역의 외부 경계의 에지 상의 2개의 포인트들 사이로 연장되어있는 적어도 하나의 분리 채널에서의 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로를 따라 상기 툴을 지향시켜, 상기 영역을 적어도 2 개의 독립적인 영역들로 분할하도록 동작하는 컨트롤러를 포함하는 기계가 더 제공된다.According to another preferred embodiment of the present invention, an automated computer controlled machine for manufacturing an article from a workpiece, wherein the first machining time required to remove the zone is a rotary cutting tool between two independent zones. Identify at least one open region longer than the second machining time required to divide the region into the two independent regions by removing the separation channel and removing the two independent regions, and Directing the tool along at least one trocoid-like tool path in at least one separation channel extending between two points on the edge of the outer boundary of the region to divide the region into at least two independent regions. There is further provided a machine including a operative controller.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라, 영역을 제거하기 위해 필요한 제 1 기계가공 시간이, 2개의 독립적인 영역들 사이에서 회전 절단 툴에 의해 분리 채널을 제거하고 상기 2 개의 독립적인 영역들을 제거함으로써 상기 영역을 상기 2개의 독립적인 영역들로 분할하는데에 필요한 제 2 기계가공 시간 보다 더 긴 적어도 하나의 개방 영역을 식별하고, 및 상기 영역의 외부 경계의 에지 상의 2개의 포인트들 사이로 연장되어있는 적어도 하나의 분리 채널을 상기 영역에서 형성하여, 상기 영역을 적어도 2 개의 독립적인 영역들로 분할함으로써 컴퓨터 제어 기계 툴을 이용하여 기계가공되는 워크피스로부터 제조되는 물건이 더 제공된다.According to another preferred embodiment of the present invention, the first machining time required to remove the area removes the separation channel by the rotary cutting tool between the two independent areas and removes the two independent areas. Thereby identifying at least one open area that is longer than a second machining time needed to divide the area into two independent areas, and extending between two points on an edge of an outer boundary of the area. Further provided is an article made from a workpiece machined using a computer controlled machine tool by forming at least one separation channel in the region, dividing the region into at least two independent regions.
바람직하게는, 상기 물건은 상기 트로코이드 형 툴 경로를 따라 이동하는 툴에 의해 제거되는 상기 분리 채널에서의 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로를 따라서 상기 회전 절단 툴을 지향시킴으로써 제조된다.Preferably, the article is manufactured by directing the rotary cutting tool along at least one trocoid-like tool path in the separation channel that is removed by a tool moving along the trocoid-like tool path.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라, 물건에 포함되지 않는 워크피스의 부분들을 제거함으로써 상기 워크피스로부터 상기 물건을 제조하기 위해 컴퓨터 수치 제어 기계를 제어하는 명령어를 생성하는 자동화된 컴퓨터 구현 방법으로서, 트로코이드 형 툴 경로를 채용함으로써 상기 영역을 제거하는데에 필요한 제 1 기계가공 시간이 상기 영역과 상기 영역의 모든 닫힌 외부 경계 세그먼트 사이의 분리 채널들을 제거하고 상기 영역의 잔여 부분을 제거함으로써 상기 영역을 고립시키는데에 필요한 제 2 기계가공 시간 보다 더 긴 적어도 하나의 반 개방 영역을 식별하는 단계, 및 상기 영역과 상기 영역의 모든 닫힌 외부 경계 세그먼트 사이의 적어도 하나의 분리 채널을 제거될 상기 영역에서 형성하여, 제거될 나머지 개방 영역을 형성하는 단계를 포함하는 방법이 더 제공된다.In accordance with another preferred embodiment of the present invention, there is provided an automated computer implemented method for generating instructions for controlling a computer numerical control machine to manufacture an article from the workpiece by removing portions of the workpiece not included in the article. The first machining time required to remove the area by employing a trocoid-type tool path removes the area by removing the separation channels between the area and all closed outer boundary segments of the area and removing the remainder of the area. Identifying at least one semi-open area longer than the second machining time required to isolate, and forming at least one separation channel between said area and all closed outer boundary segments of said area to be removed; Forming a remaining open area to be removed Is further provided.
바람직하게는, 상기 방법은 또한 상기 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로를 따라서 이동하는 툴에 의해 제거되는 상기 분리 채널에서 상기 회전 절단 툴을 위해 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로를 설정하는 단계를 포함한다.Advantageously, the method also includes establishing at least one trocoid-like tool path for said rotary cutting tool in said separation channel removed by a tool moving along said at least one trocoid-like tool path.
바람직하게는, 상기 방법은 또한 회전 절단 툴과 상기 워크피스 사이의 최대 허용 맞물림 각도를 선택하는 단계, 상기 회전 절단 툴과 상기 워크피스 사이의 최소 허용 맞물림 각도를 선택하는 단계, 및 상기 맞물림 각도가 상기 최대 허용 맞물림 각도와 상기 최소 허용 맞물림 각도 사이에서 점차적으로 변화하도록 하기 위해 상기 워크피스에 대해 상기 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로를 설정하는 단계를 포함한다.Preferably, the method further comprises selecting a maximum allowable engagement angle between the rotary cutting tool and the workpiece, selecting a minimum allowable engagement angle between the rotary cutting tool and the workpiece, and wherein the engagement angle is Establishing the at least one trocoided tool path for the workpiece to cause a gradual change between the maximum allowable engagement angle and the minimum allowable engagement angle.
추가로, 상기 컴퓨터 수치 제어 기계, 회전 절단 툴 및 상기 워크피스 재료의 특성 중 적어도 하나의 고려에 반응하여, 상기 설정 단계는 또한, 다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계, 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계, 및 상기 물건의 제조 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 제조의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 제조기간 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이다.In addition, in response to consideration of at least one of the characteristics of the computer numerical control machine, the rotary cutting tool, and the workpiece material, the setting step also applies a rate of change of the engagement angle over time, while applying other constraints. Minimizing, gradually changing a feed rate of the tool in response to the varying engagement angle, maintaining an overall constant work load for the tool, and minimizing the manufacturing cost of the article; Whereby the cost is a combination of the cost of operating the machine during the period of manufacture and the wear cost imposed on the tool during the period of manufacture.
바람직하게는, 상기 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로는 복수의 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트를 포함하고, 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로 설정단계는 상기 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트의 각각을 회귀적으로 설정하는 단계를 포함하고, 여기서, 컴퓨터 수치 제어 기계, 회전 절단 툴 및 상기 워크피스의 재료의 특성 중 적어도 하나를 고려하는 것에 대응하여, 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 설정하는 단계는 또한, 다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계, 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계, 및 상기 툴 경로 세그먼트의 각각을 기계가공하는 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 기계가공의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 기계가공 기간 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이다.Advantageously, said at least one trocoid-type tool path includes a plurality of trocoid-type tool path segments, and at least one trocoid-type tool path setting step includes recursively setting each of said trocoid-type tool path segments. Wherein, in response to taking into account at least one of a computer numerical control machine, a rotary cutting tool, and the properties of the material of the workpiece, setting each of the tool path segments also applies other constraints, Minimizing the rate of change of the engagement angle over time, gradually changing the feed rate of the tool in response to the changing engagement angle, maintaining an overall constant workload for the tool, and the tool path To minimize the cost of machining each of the segments Including type, and thus the cost is by a combination of wear costs exerted on the tool while the machine cost and the machining period for operating for the duration of the machining.
추가로, 상기 툴 경로 세그먼트의 각각은 복수의 툴 경로 서브세그먼트를 포함하고, 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 회귀적으로 설정하는 단계는 상기 툴 경로 서브세그먼트의 각각을 회귀적으로 설정하는 단계를 포함하고, 여기서, 컴퓨터 수치 제어 기계, 회전 절단 툴 및 상기 워크피스의 재료의 특성 중 적어도 하나를 고려하는 것에 대응하여, 상기 툴 경로 서브세그먼트 각각을 설정하는 단계는 또한, 다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계, 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계, 및 상기 툴 경로 서브세그먼트의 각각을 기계가공하는 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 기계가공의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 기계가공 기간 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이다.Additionally, each of the tool path segments includes a plurality of tool path subsegments, and recursively setting each of the tool path segments includes recursively setting each of the tool path subsegments; Wherein, in response to taking into account at least one of the computer numerical control machine, the rotary cutting tool and the properties of the material of the workpiece, the step of setting each of the tool path subsegments may also be performed by applying different constraints. Minimizing a rate of change of the engagement angle in accordance with the method, gradually changing a feed rate of the tool in response to the changing engagement angle, maintaining an overall constant work load for the tool, and the tool path sub Minimizing the cost of machining each of the segments, and Thereby the cost is a combination of the cost of operating the machine during the period of machining and the wear cost imposed on the tool during the period of machining.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라, 컴퓨터 제어 기계 툴을 채용하여 워크피스를 기계가공하기 위한 방법으로서, 트로코이드 형 툴 경로를 채용함으로써 상기 영역을 제거하는데에 필요한 제 1 기계가공 시간이 상기 영역과 상기 영역의 모든 닫힌 외부 경계 세그먼트 사이의 분리 채널들을 제거하고 상기 영역의 잔여 부분을 제거함으로써 상기 영역을 고립시키는데에 필요한 제 2 기계가공 시간 보다 더 긴 적어도 하나의 반 개방 영역을 식별하는 단계, 및 상기 영역과 상기 영역의 모든 닫힌 외부 경계 세그먼트 사이의 적어도 하나의 분리 채널을 제거될 상기 영역에 형성하여, 제거될 나머지 개방 영역을 형성하는 단계를 포함하는 방법이 더 제공된다.According to another preferred embodiment of the present invention, a method for machining a workpiece by employing a computer controlled machine tool, wherein the first machining time required to remove the area by employing a trocoid-type tool path is the area. Identifying at least one semi-open area that is longer than a second machining time required to isolate the area by removing separation channels between all closed outer boundary segments of the area and removing the remaining portion of the area, And forming at least one separation channel between the region and all closed outer boundary segments of the region in the region to be removed, thereby forming the remaining open region to be removed.
본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 따라, 물건에 포함되지 않는 워크피스의 부분들을 제거함으로써 상기 워크피스로부터 상기 물건을 제조하기 위해 컴퓨터 수치 제어 기계를 제어하는 명령어를 생성하는 자동화된 컴퓨터 구현 장치로서, 트로코이드 형 툴 경로를 채용함으로써 상기 영역을 제거하는데에 필요한 제 1 기계가공 시간이 상기 영역과 상기 영역의 모든 닫힌 외부 경계 세그먼트 사이의 분리 채널들을 제거하고 상기 영역의 잔여 부분을 제거함으로써 상기 영역을 고립시키는데에 필요한 제 2 기계가공 시간 보다 더 긴 적어도 하나의 반 개방 영역을 식별하고, 및 상기 영역과 상기 영역의 모든 닫힌 외부 경계 세그먼트 사이의 적어도 하나의 분리 채널을 제거될 상기 영역에 형성하여, 제거될 나머지 개방 영역을 형성하도록 동작하는 툴 경로 설정 엔진을 포함하는 장치가 더 제공된다.In accordance with another preferred embodiment of the present invention, there is provided an automated computer implemented device for generating instructions for controlling a computer numerical control machine to manufacture an article from the workpiece by removing portions of the workpiece that are not included in the article. The first machining time required to remove the area by employing a trocoid-type tool path removes the area by removing the separation channels between the area and all closed outer boundary segments of the area and removing the remainder of the area. Identifying at least one semi-open area longer than the second machining time required to isolate, and forming at least one separation channel between said area and all closed outer boundary segments of said area to be removed, A tool operative to form the remaining open area to be removed A device is further provided comprising a routing engine.
바람직하게는, 상기 툴 경로 설정 엔진은 또한 트로코이드 형 툴 경로를 따라서 이동하는 상기 툴에 의해 제거되는 상기 분리 채널에서의 상기 회전 절단 툴을 위한 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로를 설정하도록 동작한다.Advantageously, said tool routing engine also operates to establish at least one trocoid-like tool path for said rotary cutting tool in said separation channel removed by said tool moving along the trocoid-like tool path.
바람직하게는, 상기 설정 단계는 회전 절단 툴과 상기 워크피스 사이의 최대 허용 맞물림 각도를 선택하는 단계, 상기 회전 절단 툴과 상기 워크피스 사이의 최소 허용 맞물림 각도를 선택하는 단계, 및 상기 맞물림 각도가 상기 최대 허용 맞물림 각도와 상기 최소 허용 맞물림 각도 사이에서 점차적으로 변화하도록 하기 위해 상기 워크피스에 대해 상기 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로를 설정하는 단계를 포함한다.Advantageously, the setting step includes selecting a maximum allowable engagement angle between the rotary cutting tool and the workpiece, selecting a minimum allowable engagement angle between the rotary cutting tool and the workpiece, and wherein the engagement angle is Establishing the at least one trocoided tool path for the workpiece to cause a gradual change between the maximum allowable engagement angle and the minimum allowable engagement angle.
바람직하게는, 컴퓨터 수치 제어 기계, 회전 절단 툴 및 상기 워크피스의 재료의 특성 중 적어도 하나를 고려하는 것에 대응하여, 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 설정하는 단계는 또한, 다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계, 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계, 및 상기 물건을 제조하는 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 제조의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 제조 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이다.Preferably, in response to taking into account at least one of the computer numerical control machine, the rotary cutting tool, and the properties of the material of the workpiece, the step of setting each of the tool path segments may also be time-dependent while applying other constraints. Minimizing a rate of change of the engagement angle in accordance with the method, gradually changing a feed rate of the tool in response to the changing engagement angle, maintaining a generally constant workload for the tool, and manufacturing the article Minimizing the cost of doing so, wherein the cost is a combination of the cost of operating the machine during the period of manufacture and the wear cost imposed on the tool during the manufacture.
추가로, 상기 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로는 복수의 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트를 포함하고, 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로 설정단계는 상기 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트의 각각을 회귀적으로 설정하는 단계를 포함하고, 여기서, 컴퓨터 수치 제어 기계, 회전 절단 툴 및 상기 워크피스의 재료의 특성 중 적어도 하나를 고려하는 것에 대응하여, 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 설정하는 단계는 또한, 다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계, 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계, 및 상기 툴 경로 세그먼트의 각각을 기계가공하는 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 기계가공의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 기계가공 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이다.Further, the at least one trocoid-type tool path includes a plurality of trocoid-type tool path segments, and the at least one trocoid-type tool path setting step includes recursively setting each of the trocoid-type tool path segments. And in response to taking into account at least one of the computer numerical control machine, the rotary cutting tool, and the properties of the material of the workpiece, the step of setting each of the tool path segments also includes time, while applying other constraints. Minimizing a rate of change of the engagement angle in accordance with the method, gradually changing a feed rate of the tool in response to the changing engagement angle, maintaining an overall constant workload for the tool, and the tool path segment To minimize the cost of machining each of the Hereinafter, and thus the cost is by a combination of the applied wear costs for the cost and the tool during the machining operation of the machine for the duration of the machining.
추가로, 상기 툴 경로 세그먼트의 각각은 복수의 툴 경로 서브세그먼트를 포함하고, 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 회귀적으로 설정하는 단계는 상기 툴 경로 서브세그먼트의 각각을 회귀적으로 설정하는 단계를 포함하고, 여기서, 컴퓨터 수치 제어 기계, 회전 절단 툴 및 상기 워크피스의 재료의 특성 중 적어도 하나를 고려하는 것에 대응하여, 상기 툴 경로 서브세그먼트 각각을 설정하는 단계는 또한, 다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계, 상기 변화하는 맞물림 각도에 대응하여 상기 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 상기 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계, 및 상기 툴 경로 서브세그먼트의 각각을 기계가공하는 비용을 최소화하는 단계를 포함하고, 그에 의해 상기 비용은 상기 기계가공의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 기계가공 동안 상기 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합이다.Additionally, each of the tool path segments includes a plurality of tool path subsegments, and recursively setting each of the tool path segments includes recursively setting each of the tool path subsegments; Wherein, in response to taking into account at least one of the computer numerical control machine, the rotary cutting tool and the properties of the material of the workpiece, the step of setting each of the tool path subsegments may also be performed by applying different constraints. Minimizing a rate of change of the engagement angle in accordance with the method, gradually changing a feed rate of the tool in response to the changing engagement angle, maintaining an overall constant work load for the tool, and the tool path sub Minimizing the cost of machining each of the segments, and Thereby the cost is a combination of the cost of operating the machine during the period of machining and the wear cost imposed on the tool during the machining.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라, 워크피스로부터 물건을 제조하기 위한 자동화된 컴퓨터 제어 기계로서, 트로코이드 형 툴 경로를 채용함으로써 상기 영역을 제거하는데에 필요한 제 1 기계가공 시간이 상기 영역과 상기 영역의 모든 닫힌 외부 경계 세그먼트 사이의 분리 채널들을 제거하고 상기 영역의 잔여 부분을 제거함으로써 상기 영역을 고립시키는데에 필요한 제 2 기계가공 시간 보다 더 긴 적어도 하나의 반 개방 영역을 식별하고, 및 상기 영역과 상기 영역의 모든 닫힌 외부 경계 세그먼트 사이의 적어도 하나의 분리 채널에서의 트로코이드 형 툴 경로를 따라 상기 툴을 지향시켜, 제거될 나머지 개방 영역을 형성하도록 동작하는 컨트롤러를 포함하는 기계가 더 제공된다.According to another preferred embodiment of the present invention, an automated computer controlled machine for manufacturing an object from a workpiece, the first machining time required to remove the area by employing a trocoid-type tool path is such that the area and the Identify at least one semi-open area that is longer than a second machining time required to isolate the area by removing separation channels between all closed outer boundary segments of the area and removing the remaining portion of the area, and the area And a controller further operable to direct the tool along the trocoid-like tool path in at least one separation channel between all closed outer boundary segments of the region to form the remaining open region to be removed.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라, 트로코이드 형 툴 경로를 채용함으로써 영역을 제거하는데에 필요한 제 1 기계가공 시간이 상기 영역과 상기 영역의 모든 닫힌 외부 경계 세그먼트 사이의 분리 채널들을 제거하고 상기 영역의 잔여 부분을 제거함으로써 상기 영역을 고립시키는데에 필요한 제 2 기계가공 시간 보다 더 긴 적어도 하나의 반 개방 영역을 식별하고, 및 상기 영역과 상기 영역의 모든 닫힌 외부 경계 세그먼트 사이의 적어도 하나의 분리 채널을 제거될 상기 영역에 형성하여, 제거될 나머지 개방 영역을 형성함으로써 컴퓨터 제어 기계 툴을 이용하여 기계가공된 워크피스로부터 제조된 물건이 더 제공된다.According to another preferred embodiment of the present invention, the first machining time required to remove an area by employing a trocoid-type tool path eliminates the separation channels between the area and all closed outer boundary segments of the area and Identify at least one semi-open area that is longer than the second machining time required to isolate the area by removing a residual portion of the at least one, and at least one separation channel between the area and all closed outer boundary segments of the area There is further provided an article made from a workpiece machined using a computer controlled machine tool by forming an in said area to be removed, thereby forming the remaining open area to be removed.
바람직하게는, 상기 물건은 상기 트로코이드 형 툴 경로를 따라 이동하는 상기 툴에 의해 제거되는 상기 분리 채널에서의 적어도 하나의 트로코이드 형 툴을 따라서 상기 회전 절단 툴을 지향시킴으로써 또한 제조된다.Preferably, the article is also manufactured by directing the rotary cutting tool along at least one trocoid-like tool in the separation channel removed by the tool moving along the trocoid-like tool path.
본 발명은 도면과 함께 취해진 하기의 상세한 설명으로부터 보다 완전히 이해될 것이다.
도 1a 내지 1s-2는 본 발명을 이해하는 데에 도움이 되는 일련의 간략화된 예시이다;
도 2a 내지 2l-2는 본 발명을 이해하는 데에 도움이 되는 또다른 일련의 간략화된 예시이다;
도 3a 내지 3d는 본 발명의 일부 측면을 예시하는 간략화된 화면 샷이다;
도 4a 및 4b는 도 1a 내지 1s-2 및 도 2a 내지 2l-s 중 특정한 것들에서 보다 일반적으로 예시된 기능의 상세사항의 간략화된 예시이다.The invention will be more fully understood from the following detailed description taken in conjunction with the drawings.
1A-1S-2 are a series of simplified illustrations to help understand the present invention;
2A-2L-2 are another series of simplified illustrations to help understand the present invention;
3A-3D are simplified screen shots illustrating some aspects of the present invention;
4A and 4B are simplified illustrations of the details of the functions more generally illustrated in certain of FIGS. 1A-1S-2 and 2A-2L-s.
본 발명은 원자재(stock material)로부터 물건을 제조하기 위해 컴퓨터 수치 제어(CNC) 기계를 제어하는 명령어를 생성하는 자동화된 컴퓨터 구현 방법의 다양한 측면, 상기 명령어를 채용하는 원자재를 기계가공하는 방법, 상기 명령어를 생성하는 자동화된 컴퓨터 구현 장치, 상기 명령어를 이용하여 원자재로부터 물건을 제조하도록 동작하는 수치 제어 기계, 및 상기 명령어를 이용하여 제조된 물건의 다양한 측면에 관한 것이다.The present invention relates to various aspects of an automated computer implemented method for generating instructions for controlling a computer numerical control (CNC) machine to manufacture an article from a stock material, a method for machining a raw material employing the instructions, said An automated computer-implemented device for generating instructions, a numerical control machine operative to produce articles from raw materials using the instructions, and various aspects of articles manufactured using the instructions.
본 발명은, 자신의 다양한 측면에서, 일련의 도면에 대해 이하 기술되며, 그는 먼저 제조될 물건의 예시, 기계가공될 원자재에 대한 물건의 시뮬레이션된 오버레이 및 본 발명에 따라 생성된 명령어에 의해 산출되는 기계가공 단계들의 시퀀스 를 설명한다. 순차적인 기계가공 단계들이 예시되었지만 본 발명은 기계가공 방법에 한정되는 것이 아니고 상술한 바와 같이 명령어, 그를 생성하는 장치, 그것들을 실행하고 그에 의해 산출된 결과를 가져오는 장치로 확장된다.The invention, in its various aspects, is described below with respect to a series of drawings, which are first produced by an example of an article to be manufactured, a simulated overlay of the article on the raw material to be machined, and the instructions generated according to the present invention. Describe the sequence of machining steps. Although the sequential machining steps are illustrated, the invention is not limited to the machining method, but extends to the instructions, the apparatus for generating them, and the apparatus for executing them and producing the results produced by them as described above.
"연산"이라는 용어는 원자재의 특정 영역의 기계가공에서 채용될 순차적인 기계가공의 단계들을 산출하는 명령어들의 생성을 가리키도록 전반적으로 사용된다. "연산하다", "연산"의 정의 및 연산은 대응하는 의미를 가진다.The term “operation” is used throughout to refer to the generation of instructions that yield sequential machining steps to be employed in the machining of a particular area of raw material. The definitions and operations of "operate", "operation" have a corresponding meaning.
도 1a 및 1b는 본 발명에 따라 제조될 수 있는 물건의 예인 물건(100)의 각각의 도면 및 탑 뷰의 예시이다. 물건(100)의 설정은 본 발명의 다양한 특정한 특징을 예시하도록 선택된다. 종래 3축 CNC 기계 툴에 의해 기계가공될 수 있는 임의의 적절한 3차원 물건이 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조될 수 있다는 것에 유의하라.1A and 1B are illustrations of respective views and top views of an
도 1a 및 1b에 도시된 바와 같이, 물건(100)는 본문에 참조번호(104, 106, 108, 110, 및 112)로 지정되어있는 5개의 돌출부가 연장되어있는 전체적으로 평평한 베이스 부(102)를 가지는 것으로 도시된다. 도 1c는 물건(100)의 아웃라인에 의해 겹쳐져 있는 원자재(114)를 도시한다.As shown in FIGS. 1A and 1B, the
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 본 발명의 컴퓨터 수치 제어 기계를 제어하는 명령어를 생성하는 자동화된 컴퓨터 구현 방법을 이용하여, 툴 경로 설계자는 SOLIDWORKS®와 같은 표준 CAD 포맷으로 물건(100)의 CAD 도면에 액세스한다. 설계자는 메뉴로부터 물건(100)의 제조에 사용될 특정한 기계 툴을 선택하고 물건을 제조하는 데에 필요한 각각의 기계가공 기능을 수행하기 위해 특정한 회전 절단 툴을 선택한다.In accordance with a preferred embodiment of the present invention, using an automated computer-implemented method of generating instructions to control the computer numerical control machine of the present invention, the tool path designer can designate the CAD of the
간략화를 위해, 예시된 물건(100)는 단일 기계가공 기능에 의해 제조될 수 있는 물건이 되도록 선택되고, 본 발명의 적용가능성은 단일 기계가공 기능에 의해 제조될 수 있는 물건에 한정되지 않는 것이 이해될 것이다.For simplicity, the illustrated
툴 경로 설계자는 그런다음 물건(100)의 제조에 사용될 원자재의 지오메트리를 형성한다. 이는 본 발명의 자동화된 컴퓨터 구현 장치에 의해 자동으로 또는 툴 경로 설계자에 의해 수동으로 수행될 수 있다. 툴 경로 설계자는 그런다음 예를 들면 INCONEL® 718과 같은 원자재를 구성하는 재료를 특정한다. 본 발명은 기계 툴, 회전 절단 툴 및 재료의 특성에 기초하여 다양한 동작 파라미터를 연산하기 위해 툴 경로 설계자에 의한 기계 툴, 회전 절단 툴, 및 재료의 선택을 활용한다.The tool path designer then forms the geometry of the raw material to be used in the manufacture of the
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 일련의 디스플레이 화면이 최소 및 최대 표면 절단 속도, 최소 및 최대 칩 두께, 최소 및 최대 피드 속도, 최소 및 최대 스핀들 회전 속도, 회전 절단 툴과 워크피스 사이의 최소 및 최대 맞물림 각도, 축의 절단 깊이, 기계가공 전진(aggressiveness) 레벨과 같은 다양한 동작 파라미터를 나타내는 디스플레이를 툴 경로 설계자에 제공하기 위해 채용된다. 이러한 일련의 디스플레이 화면의 예시는 도 3a-3d에 표시된다.According to a preferred embodiment of the present invention, a series of display screens have a minimum and maximum surface cutting speed, a minimum and maximum chip thickness, a minimum and maximum feed speed, a minimum and maximum spindle rotation speed, a minimum between a rotary cutting tool and a workpiece and It is employed to provide a tool path designer with a display that shows various operating parameters such as maximum engagement angle, cutting depth of the axis, level of machining agressiveness. An example of such a series of display screens is shown in FIGS. 3A-3D.
툴 경로 설계자는 특히 기계가공 전진 레벨과 같은 일부 파라미터에서의 변화에서 허용범위(latitude)가 주어진다. 바람직하게는, 툴 경로 설계자는 또한 시스템에게 예를 들면 최적화한 기계가공 시간, 절단 툴에 가해진 마모도, 기계가공 비용 또는 그의 조합이 달성되기 위한 파라미터를 선택하도록 지시한다. 상술한 동작 파라미터의 일부에 대해 값의 범위가 툴 경로 설계자에 디스플레이되었지만, 본 발명은 또한 채용될 모든 동작 파라미터에 대해 최적의 동작 값을 연산한다는 것이 이해될 것이다.Tool path designers are given latitude, especially in changes in some parameters, such as machining advance levels. Preferably, the tool path designer also instructs the system to select, for example, optimized machining time, degree of wear applied to the cutting tool, machining cost or a combination thereof. While a range of values has been displayed in the tool path designer for some of the operating parameters described above, it will be appreciated that the present invention also calculates optimal operating values for all operating parameters to be employed.
도 3a-3d의 디스플레이 화면과 같은 화면상에 나타나는 모든 파라미터들이 최종결정되면(finalized), 워크피스를 기계가공하기 위한 툴 경로가 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 연산된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 툴 경로의 연산은 원자재(114)에서의 툴 경로의 실제 진행을 예시하는 도 1a 내지 1s-2를 참조하여 이하 기술된다.Once all the parameters appearing on the screen, such as the display screen of FIGS. 3A-3D, are finalized, a tool path for machining the workpiece is computed in accordance with a preferred embodiment of the present invention. The calculation of the tool path according to a preferred embodiment of the present invention is described below with reference to FIGS. 1A-1S-2 illustrating the actual progress of the tool path in
툴 경로가 회귀적으로 연산되어, 먼저 툴 경로의 제 1 툴 경로 세그먼트가 워크피스의 최초 영역을 위해 연산되고, 그런다음 툴 경로의 후속하는 순차적인 툴 경로 세그먼트가 워크피스의 나머지 영역의 최초 영역을 위해 유사하게 연산되는 것이 본 발명의 특정한 특징이다. 원하는 물건에 대한 전체 워크피스를 기계가공하기 위한 툴 경로가 연산될 때까지, 추가적인 후속하는 순차적인 툴 경로 세그먼트가 유사하게 연산된다.The tool path is computed recursively so that the first tool path segment of the tool path is computed for the first area of the workpiece, then the subsequent sequential tool path segment of the tool path is the first area of the remaining area of the workpiece. It is a particular feature of the present invention that is similarly computed for. Additional subsequent sequential tool path segments are similarly computed until a tool path for machining the entire workpiece for the desired object is calculated.
먼저, 그 위에 겹쳐진 물건(100)의 아웃라인을 가지고 지정된 절단 축 깊이와 동일한 깊이를 가진 원자재의 제 1 단면이 연산된다. 이러한 단면은 도 1d에 개략적으로 예시되고 참조번호(116)로 지정된다. 단면(116)은 단면(116)의 깊이에서 돌출부(104, 106, 108, 110, 및 112)의 단면에 각각 대응하는 복수의 섬(island)(105, 107, 109, 111 및 113) 및 외부 경계(118)를 가지는 것을 특징으로 한다. 섬(105, 107, 109, 111 및 113)은 전체적으로 회전 절단 툴의 반경보다 조금 더 큰 거리 만큼 돌출부(104, 106, 108, 110 및 112)의 단면에 대해 외부로 오프셋되어 있어서, 섬을 둘러싸는 툴 경로를 기계가공할 때 협소한 마무리 폭이 추후의 단계에서 마지막으로 기계가공되도록 남아있다는 것이 이해될 것이다.First, a first cross section of a raw material having an outline of the
단면(116)의 축 깊이는 물건(100)의 기계가공시 제 1 페이즈인 제 1 스텝 다운을 구성한다는 것이 이해될 것이다. 전체적으로, "스텝다운"이라는 용어는 일정한 깊이에서의 단일한 기계가공 페이즈를 기술하기 위해 사용된다. 도 1c에 도시된 바와 같이, 물건(100)의 기계가공의 완료는 단면(119, 120)에 대응하는 2개의 추가적인 스텝 다운을 필요로한다. 따라서, 단면(116)의 연산에 후속하여, 단면(119 및 120)에 대응한 제 2 스텝 다운과 그 이후의 제 3 스텝 다운이 연산된다. 바람직하게는, 후속하는 스텝 다운들 사이의 수직 거리는 일반적으로 회전 절단 툴의 직경의 1 내지 4 배이다.It will be appreciated that the axial depth of
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 기계가공 영역은 먼저 단면(116)에서 자동으로 식별된다. 바람직하게는 그의 외부 경계의 특성에 의해 분류되는 3개 유형의 기계가공 영역이 있다. 전체적으로, 상기 영역이 회전 절단 툴의 수평방향 전진에 의해 상기 영역의 외부로부터 회전 절단 툴에 의해 도달될 수 있는 영역의 경계의 세그먼트를 "개방 에지"라고 한다. 모든 기타 경계 세그먼트는 전체적으로 "닫힌 에지"라고 한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the machining area is first automatically identified in
3가지 유형의 기계가공 영역은 하기와 같이 분류된다:The three types of machining areas are classified as follows:
유형 Ⅰ-영역의 전체 외부 경계가 개방 에지로만 구성된 것을 특징으로 하는 개방 영역;An open region, wherein the entire outer boundary of the type I-region consists only of open edges;
유형 Ⅱ-영역의 외부 경계가 개방 에지와 닫힌 에지 양측으로 구성된 것을 특징으로 하는 반 개방 영역;A semi-open region, characterized in that the outer boundary of the type II-region consists of both open and closed edges;
유형 Ⅲ-영역의 전체 외부 경계가 닫힌 에지로만 구성된 것을 특징으로 하는 닫힌 영역;A closed region, wherein the entire outer boundary of the type III-region consists only of closed edges;
바람직하게는, 영역을 기계가공할 때 채용될 툴 경로는 하나 이상의 툴 경로 세그먼트를 포함하도록 연산되고, 여기서 각각의 툴 경로 세그먼트는 수렴 나선 툴 경로 세그먼트, 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트 및 발산 나선 툴 경로 세그먼트 중 하나이다. 일반적으로, 수렴 나선 툴 경로 세그먼트는 유형 Ⅰ 영역을 기계가공할 때 바람직하고, 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트는 유형 Ⅱ 영역을 기계가공할 때 바람직하고, 발산 나선 툴 경로는 유형 Ⅲ 영역을 기계가공할 때 바람직하다.Preferably, the tool path to be employed when machining the area is calculated to include one or more tool path segments, where each tool path segment is a converging spiral tool path segment, a trocoid-like tool path segment and a diverging spiral tool path segment. Is one of. In general, converging helix tool path segments are preferred when machining Type I regions, trocoded tool path segments are preferred when machining Type II regions, and diverging helix tool path segments are preferred when machining Type III regions. desirable.
"트로코이드 형"이라는 용어는 전체적으로 트로코이드형 툴 경로 또는 만곡된 절단 경로와 만곡되거나 또는 전체적으로 직선일 수 있는 리턴 경로를 유지하는 그의 변조를 의미하는 데에 사용된다.The term "trocoid-like" is used to mean a trocoid-like tool path or its modulation that maintains a curved cutting path and a return path that may be curved or entirely straight.
당업자에 공지된 바와 같이, 나선 툴 경로 세그먼트의 기계가공은 일반적으로 유사한 평균 스텝 오버에 대한 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트의 기계가공 보다 단위 시간당 제거되는 재료의 양에 대해 일반적으로 보다 효율적이다. 따라서, 본 발명은 나선 툴 경로 세그먼트에 의해 기계가공될 면적을 최대화하고자 한다.As is known to those skilled in the art, the machining of spiral tool path segments is generally more efficient with respect to the amount of material removed per unit time than the machining of trocoided tool path segments for similar average step over. Accordingly, the present invention seeks to maximize the area to be machined by the spiral tool path segment.
유형 Ⅰ 영역을 기계가공하기 위해 연산되는 수렴 나선 툴 경로 세그먼트는 바람직하게는 영역의 외부 경계로부터 내부 윤곽선(contour)까지 내부를 향해 나선을 그리는(spiral) 툴 경로 세그먼트이다. 내부 윤곽선은 바람직하게는 하기와 같이 연산된다:The converging spiral tool path segment computed to machine the type I region is preferably a tool path segment that spirals inward from the outer boundary of the region to the inner contour. The inner contour is preferably calculated as follows:
유형 Ⅰ 영역의 외부 경계내에 섬이 없는 경우, 내부 윤곽선은 바람직하게는 전체적으로 그 반경이 절단 툴의 반경보다 더 작고, 상기 영역의 면적의 중심 주위로 중심을 두고있는 작은 원이 되도록 연산되고;If there is no island in the outer boundary of the type I region, the inner contour is preferably calculated such that the radius as a whole is smaller than the radius of the cutting tool and is a small circle centered around the center of the area of the region;
유형 Ⅰ 영역의 외부 경계내에 하나의 섬이 있고, 하나의 섬과 유형 Ⅰ의 영역의 외부 경계 사이의 최단 거리가 회전 절단 툴의 직경의 선택된 비율보다 더 긴 경우, 내부 윤곽선은 바람직하게는 전체적으로 섬의 외부 경계를 따라서 있도록 연산되고; 및If there is one island within the outer boundary of the type I region and the shortest distance between one island and the outer boundary of the region of type I is longer than the selected ratio of the diameter of the rotary cutting tool, then the inner contour is preferably totally island. Computed along the outer boundary of; And
유형 Ⅰ 영역의 외부 경계 내에 하나의 섬이 있고 단일 섬과 유형 Ⅰ 영역의 외부 경계 사이의 최단 거리가 회전 절단 툴의 직경의 선택된 비율보다 더 짧거나; 또는There is one island within the outer boundary of the type I region and the shortest distance between the single island and the outer boundary of the type I region is shorter than the selected ratio of the diameter of the rotary cutting tool; or
유형 Ⅰ 영역의 외부 경계 내에 하나 이상의 섬이 있는 경우,If there is more than one island within the outer boundary of the type I area,
내부 윤곽선은 바람직하게는 전체적으로 회전 절단 툴의 반경의 1.5 배와 같은 거리만큼 상기 영역의 외부 경계에 대해 내부적으로 오프셋된 윤곽선이 되도록 연산된다.The inner contour is preferably calculated to be an outline offset internally with respect to the outer boundary of the area by a distance as a whole a distance equal to 1.5 times the radius of the rotary cutting tool.
내부 윤곽선이 연산되면, 내부 윤곽선은 자가 교차되지 않는다는 것이 자동으로 증명된다. 하나 이상의 위치에서 내부 윤곽선이 자가 교차되는 경우, 바람직하게는 병목이 각각의 이러한 자가 교차점 근처에서 식별된다. 병목이 섬과 오버랩되지 않으면, 바람직하게는 분리 채널이 각각의 이러한 병목에서 연산된다. 분리 채널은 바람직하게는 개별 수렴 나선 툴 경로 세그먼트에 의해 서로 독립적으로 기계가공될 수 있는 2개의 유형 Ⅰ 영역으로 상기 영역을 분할한다. 병목이 섬과 오버랩핑한다면, 내부 윤곽선은 바람직하게는 원래 오프셋의 절반만큼 외부 경계를 향해 내부적으로 오프셋되도록 재연산된다. 이러한 프로세스는 자가-교차하지 않은 내부 윤곽선이 연산될 때까지 반복된다.Once the inner contours are computed, it is automatically proved that the inner contours do not self cross. If the inner contours cross at one or more locations, the bottleneck is preferably identified near each such self intersection. If the bottleneck does not overlap with the island, then separate channels are preferably calculated at each such bottleneck. The separating channel preferably divides the region into two Type I regions which can be machined independently of each other by individual converging spiral tool path segments. If the bottleneck overlaps the island, the inner contour is preferably recomputed to be offset internally towards the outer boundary, preferably by half of the original offset. This process is repeated until an internal contour that is not self-crossing is computed.
영역의 외부 경계로부터 내부 윤곽선으로 내부를 향해 나선을 그리는 수렴 나선 툴 경로 세그먼트가 "모핑 나선"이 되도록 연산되는 것이 본 발명의 특정한 피처이다. "모핑 나선"이라는 용어는 전체적으로 그들 사이에서 나선 툴 경로 세그먼트 나선으로서 제 2 경계 또는 윤곽선의 기하학적 형상으로 하나의 경계 또는 윤곽선의 기하학적 형상을 점차적으로 모핑하는 나선 툴 경로 세그먼트를 의미하도록 사용된다. 다양한 모핑 방법이 당업자에 공지되어 있지만, 본 발명은 하기에 기술된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 특정한 모핑 방법을 구현하고자 한다.It is a particular feature of the invention that the converging helix tool path segment that spirals inwards from the outer boundary of the region to the inner contour is computed to be a “morphing helix”. The term "morphing helix" is used to mean a helix tool path segment which, as a whole, a helix tool path segment helix that gradually morphs the geometry of one boundary or contour into the geometry of a second boundary or contour. While various morphing methods are known to those skilled in the art, the present invention seeks to implement certain morphing methods in accordance with preferred embodiments of the present invention as described below.
툴 경로 세그먼트 전체에서 채용된 절단 툴의 맞물림 각도가 고정되지 않고 툴 경로 세그먼트의 코스 상에서 미리정해진 최소 및 최대 맞물림 각도 사이에서 변화하는 것이 본 발명의 또다른 특징이다. 이러한 맞물림 각도의 변화는 툴 경로 세그먼트의 코스 상에서의 변화하는 스텝오버를 허용하여, 툴 경로 세그먼트가 2개의 같지 않은 기하학적 형상 사이에서 모핑할 수 있도록 한다. "스텝오버"라는 용어는 전체적으로 나선 툴 경로 세그먼트의 순차적인 루프들 사이의 거리를 지정하기 위해 사용된다. 모핑 나선 툴 경로 세그먼트를 채용함으로써 달성되는 절단 툴 효율은 일반적으로 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트를 채용함으로써 달성되는 절단 출 효율보다 현저하게 더 크다는 것이 이해될 것이다. 또한, 적절한 경우에 전체적으로 최대 맞물림 각도에 근접한 맞물림 각도가 바람직하다는 것이 이해될 것이다.It is another feature of the present invention that the engagement angle of the cutting tool employed throughout the tool path segment is not fixed and varies between a predetermined minimum and maximum engagement angle on the course of the tool path segment. This change in engagement angle allows for varying stepover on the course of the tool path segment, allowing the tool path segment to morph between two dissimilar geometries. The term "stepover" is used to designate the distance between sequential loops of a spiral tool path segment as a whole. It will be appreciated that the cutting tool efficiency achieved by employing a morphing spiral tool path segment is generally significantly greater than the cutting exit efficiency achieved by employing a trocoid-type tool path segment. It will also be appreciated that, where appropriate, an engagement angle as a whole close to the maximum engagement angle is desirable.
툴 경로 세그먼트의 코스에 대한 변화하는 맞물림 각도를 채용하는 것이 절단 툴에 대한 변화하는 기계적 로드와 칩이 얇아지는 것에 기인하여 절단 툴의 마모를 증가시키는 부정적인 영향을 가지는 반면, 이러한 부정적인 영향은 일반적으로 변화하는 맞물림 각도에 대응하도록 피드 속도를 자동으로 동적으로 조정함으로써 보상된다는 것이 본 발명의 특정한 특징이다. 맞물림 각도가 툴 경로 세그먼트의 코스에 대해 점차적으로 변화되어, 절단 툴 로드에서의 급격하고 가파른 변화를 방지하고, 그에 의해 절단 툴의 과도한 마모를 더 감소시키는 것이 본 발명의 또다른 특징이다.While employing varying engagement angles over the course of the tool path segment has a negative effect of increasing wear of the cutting tool due to varying mechanical loads and thinning of the chip on the cutting tool, this negative effect generally It is a particular feature of the present invention that it is compensated by automatically and dynamically adjusting the feed rate to correspond to changing engagement angles. Another feature of the present invention is that the engagement angle is gradually changed over the course of the tool path segment to prevent sharp and steep changes in the cutting tool rod, thereby further reducing excessive wear of the cutting tool.
다시 유형 Ⅰ의 영역을 기계가공하기 위해 채용되는 수렴 나선 툴 경로 세그먼트의 연산으로 돌아와서, 내부 윤곽선이 연산되면, 영역의 외부 경계로부터 내부 윤곽선으로 내부를 향해 나선을 그리는 수렴 나선 툴 경로 세그먼트에 포함될 루프의 수가 바람직하게는 도 4a에 도시된 바와 같이 연산된다.Returning to the calculation of the converging spiral tool path segment employed to machine the region of type I, once the inner contour is computed, the loop to be included in the converging spiral tool path segment that spirals inward from the outer boundary of the region to the inner contour. The number of is preferably calculated as shown in FIG. 4A.
도 4a에 도시된 바와 같이, 미리정의된 밀도의 복수의 브리지(500)는 각각 내부 윤곽선(502)으로부터 외부 경계(504)로 스트레칭된다. 각각의 브리지(500)의 브리지 포인트(506)는 먼저 외부 경계(504)와의 브리지(500)의 교차 포인트로서 형성된다. 최소 스텝오버에 의해 분할된 최단 브리지의 길이는 일반적으로 나선 툴 경로 세그먼트에 포함될 수 있는 루프의 최대수와 같다. 최대 스텝오버에 의해 분할된 최장 브리지의 길이는 일반적으로 나선 툴 경로에 포함되어야 하는 루프의 최소 수와 같다. 상술한 바와 같이, 최소 및 최대 맞물림 각도는 툴 경로 설계자에 의해 제공된 정보에 기초하여 판정되며, 이러한 각도는 나선 툴 경로 세그먼트의 최소 및 최대 스텝오버를 판정한다.As shown in FIG. 4A, a plurality of
임의의 방향으로, 수렴 나선 툴 경로 세그먼트에 의해 기계가공될 수 있는 내부 윤곽선(502)으로부터의 가장 먼 거리는 최대 스텝오버가 곱해진 수렴 나선 툴 경로 세그먼트에 포함된 루프의 수라는 것이 이해될 것이다. 내부 윤곽선(502)과 내부 윤곽선으로부터 가장 먼 거리를 벗어난 외부 경계(504) 사이의 면적은 수렴 나선 툴 경로 세그먼트에 의해 기계가공될 수 없고, 따라서 바람직하게는 수렴 나선 툴 경로 세그먼트의 기계가공 이전에 클립핑에 의해 기계가공된다. 전체적으로, "클립핑"이라는 용어는 최적 나선 툴 경로 세그먼트에 의해 기계가공될 수 없는 영역의 면적의 기계가공의 연산을 정의하는 데에 사용된다. 일반적으로, 클립핑된 면적은 나선 툴 경로 세그먼트의 기계가공 이전에 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트에 의해, 또는 영역의 나머지로부터 클립핑된 면적을 분리하는 분리 채널을 기계가공하고 후속하여 나선 툴 경로 세그먼트에 의해 개별적으로 분리된 클립핑된 면적을 기계가공함으로써 기계가공된다.In any direction, it will be understood that the furthest distance from the
전체적으로, 파라미터 'n'은 나선 툴 경로 세그먼트에 포함될 루프의 가능한 수를 지정하도록 사용되고, 여기서 n은 나선 툴 경로 세그먼트에 포함되어야하는 루프의 최소한의 수와 나선 툴 경로 세그먼트에 포함될 수 있는 루프의 최대한의 수 사이의 수이다.Overall, the parameter 'n' is used to specify the possible number of loops to be included in the spiral tool path segment, where n is the minimum number of loops to be included in the spiral tool path segment and the maximum number of loops that can be included in the spiral tool path segment. Is the number between.
n의 각각의 가능한 값에 대해, 외부 경계(504)와 내부 윤곽선(502) 사이의 면적을 기계가공하는데에 필요한 제 1 기계가공 방법을 위한 제 1 작업 시간은 하기에 기술된 바와 같은 외부 경계(504)와 내부 윤곽선(502) 사이에서 식별된 모든 클립핑된 면적을 기계가공하는 데에 필요한 시간과 나선 툴 경로 세그먼트를 기계가공하는데에 필요한 시간을 합함으로써 연산된다. 나선 툴 경로 세그먼트에 포함될 루프의 최적의 수는 제 1 연산된 작업 시간이 최단 시간인 n의 값이 되도록 선택된다.For each possible value of n, the first working time for the first machining method required to machine the area between the
내부 윤곽선이 영역의 면적의 중심 주위에서 중심을 두는 작은 원이 되도록 연산되는 경우, 제 2 기계가공 방법을 위한 제 2 작업 시간은 외부 경계를 내부 윤곽선에 연결하는 최단 브리지를 따라서 연장하고, 추가로 작은 원을 통과하여 연장하고 그런다음 외부 경계의 대향하는 세그먼트까지 대향하는 브리지를 따라서 연장하여 상기 영역을 2개의 독립적인 유형 Ⅰ 영역들로 분할하는 분리 채널을 기계가공하는데에 필요한 작업 시간과, 2개의 독립적인 유형 Ⅰ 영역들을 기계가공하는 데에 필요한 작업 시간을 합함으로써 연산된다. 제 2 작업 시간이 제 1 작업 시간보다 더 짧은 경우, 제 2 기계가공 방법이 제 1 기계가공 방법에 비해 바람직하다.If the inner contour is calculated to be a small circle centered around the center of the area of the area, the second working time for the second machining method extends along the shortest bridge connecting the outer boundary to the inner contour, and further The working time required to machine the separation channel extending through the small circle and then extending along the opposite bridge to the opposite segment of the outer boundary, dividing the region into two independent Type I regions; Calculated by summing up the work time required to machine two independent Type I areas. If the second working time is shorter than the first working time, the second machining method is preferred over the first machining method.
수렴 나선 툴 경로 세그먼트에 포함될 루프의 최적의 수가 선택되면, 클립핑된 면적과 그의 제거를 위한 툴 경로가 상술한 바와 같이 연산된다. 결과적으로, 클립핑된 면적에 의해 형성된 새로운 외부 경계가 연산되고, 모든 브리지 포인트가 그에 따라서 새로운 외부 경계상에 위치되기 위해 업데이트된다. 그런다음, 나선 툴 경로 세그먼트의 실제 경로가 하기와 같이 연산된다:Once the optimal number of loops to be included in the converging spiral tool path segment is selected, the clipped area and the tool path for its removal are computed as described above. As a result, a new outer boundary formed by the clipped area is computed and all bridge points are updated accordingly to be located on the new outer boundary. Then, the actual path of the spiral tool path segment is calculated as follows:
먼저, 제 1 브리지(512)의 브리지 포인트(510)는 바람직하게는 나선 툴 경로 세그먼트(514)의 제 1 나선 포인트로서 선택된다. 제 1 브리지(512)는 바람직하게는 자신의 이전의 위치로부터 절단 툴을 이동시키는 데에 필요한 시간을 최소화하기 위해 선택된다. 나선 툴 경로 세그먼트(514)의 가능한 제 2 나선 포인트는 제 1 브리지(512)로부터 절단 툴의 상승(climbing) 방향으로 제 1 브리지(512)에 바로 인접한 제 2 브리지(516) 상의 포인트로서 연산되고, 그 포인트는 툴 경로 세그먼트(514)에 포함될 루프의 나머지 수만큼 분할되는 제 2 브리지(516)의 길이만큼 제 2 브리지(516)를 따라 제 2 브리지(516)의 브리지 포인트(517)로부터 이격된다.First, the
가능한 제 2 나선 포인트에 대해, 절단 툴이 제 1 나선 포인트(510)로부터 가능한 제 2 나선 포인트로 나선 툴 경로 세그먼트(514)를 따라감으로써 재료와 맞물리는 맞물림 각도가 연산된다. 연산된 맞물림 각도가 미리정해진 최소 및 최대 맞물림 각도 사이에 있는 경우, 제 2 나선 포인트(518)로서 가능한 제 2 나선 포인트가 선택되고, 제 1 나선 포인트(510)와 제 2 나선 포인트(518) 사이의 새로운 선형 서브세그먼트(520)가 나선 툴 경로 세그먼트(514)에 부가된다.For a possible second helix point, the engagement angle that engages the material is calculated by the cutting tool following the helix
맞물림 각도가 미리정해진 최소 맞물림 각도보다 작은 경우, 연산된 맞물림 각도가 전체적으로 미리정해진 최소 맞물림 각도와 같은 제 2 나선 포인트에 대한 이분화 검색(binary search)이 수행된다. 이분화 검색은 가능한 제 2 나선 포인트와 최대 스텝오버만큼 제 2 브리지(516)의 브리지 포인트(517)로부터 이격된 제 2 브리지(516) 상의 포인트 사이에서 수행된다. 제 2 나선 포인트가 발견되면, 제 1 나선 포인트(510)와 제 2 나선 포인트(518) 사이의 새로운 선형 서브세그먼트(520)가 나선 툴 경로 세그먼트(514)에 부가된다.If the engagement angle is less than the predetermined minimum engagement angle, a binary search is performed for the second helix point where the calculated engagement angle is equal to the overall predetermined minimum engagement angle. The differentiation search is performed between the possible second helix point and the point on the
맞물림 각도가 미리정해진 최대 맞물림 각도보다 더 큰 경우, 연산된 맞물림 각도가 전체적으로 미리정해진 최대 맞물림 각도와 같은 제 2 나선 포인트에 대한 이분화 검색이 수행된다. 이분화 검색은 제 2 브리지(516)의 브리지 포인트(517)와 가능한 제 2 나선 포인트 사이에서 수행된다. 제 2 나선 포인트(518)가 발견되면, 제 1 나선 포인트(510)와 제 2 나선 포인트(518) 사이의 새로운 선형 서브세그먼트(520)가 나선 툴 경로 세그먼트(514)에 부가된다.If the engagement angle is greater than the predetermined maximum engagement angle, then a dichotomous search for a second helix point is performed such that the calculated engagement angle as a whole is a predetermined maximum engagement angle. The differentiation search is performed between the
새로운 선형 서브세그먼트(520)가 영역의 내부 윤곽선(502)과 교차하는 경우, 나선 툴 경로 세그먼트(514)는, 전체적으로 내부 윤곽선(502)에 인접한 하나 이상의 개별 기계가공되지 않은 잔여 면적을 생성하면서, 교차 포인트에서 종단된다. 각각의 개별 잔여 면적에 대해, 개별 잔여 면적의 크기가 미리정해진 작은 값보다 더 크면, 그것은 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트에 의해 기계가공되도록 연산된다.When the new
새로운 선형 서브세그먼트(520)가 섬과 교차하는 경우, 나선 툴 경로 세그먼트(514)의 연산은 교차 포인트에서 종단되고, 호(moat)가 교차포인트에서 시작하고 섬을 둘러싸도록 연산된다. 툴 경로가 이미 연산되어야 될 나머지 영역들은 개별적으로 연산될 새로운 유형 Ⅰ 영역으로서 지정된다.When the new
"호"라는 용어는 전체적으로 섬을 둘러싸서, 섬을 기계가공될 필요가 있는 나머지 재료들로부터 분리시키는 전체적으로 섬에 인접한 채널을 기계가공하는 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트를 지정하기 위해 사용된다. 호의 폭은 바람직하게는 절단 툴의 반경의 적어도 2.5배이고, 가장 바람직하게는 절단 툴의 반경의 4배이다. 이러한 값들이 미리정해지지만, 이들 값들은 툴 경로 설계자에 의해 변경될 수 있다. 섬 주위의 호를 기계가공하는 것이 원래 영역들과 동일한 유형인 잔여 영역들을 생성하도록 작동하는 것을 본 발명의 특정한 특징으로 한다. 이는 그에 따라 일반적으로 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트 보다 더 효율적인 나선 툴 경로 세그먼트에 의해 전체적으로 기계가공될 수 있는 유형 Ⅰ 영역 또는 유형 Ⅲ 영역을 기계가공할 때의 특정한 값이다.The term "arc" is used to designate a trocooid-type tool path segment that encloses the island as a whole, machining a channel adjacent to the island as a whole, separating the island from the remaining materials that need to be machined. The width of the arc is preferably at least 2.5 times the radius of the cutting tool and most preferably 4 times the radius of the cutting tool. While these values are predetermined, these values can be changed by the tool path designer. It is a particular feature of the invention that machining the arc around the island operates to produce residual areas of the same type as the original areas. This is therefore a specific value when machining a Type I area or Type III area that can be machined entirely by a spiral tool path segment which is generally more efficient than a trocoid type tool path segment.
추가적으로, 섬을 둘러싸기 위한 호를 기계가공하는 것은 섬에 인접한 기계가공된 영역의 2개의 전면(front)의 형성을 방지하는 데에 효과적이다. 당업자에 공지된 바와 같이, 협소한 잔여 벽의 형성은 그것들을 기계가공하는 것이 절단 툴 및/또는 워크피스에 대해 손상을 일으킬 수 있기 때문에 바람직하지 못하다.In addition, machining an arc to surround the island is effective to prevent the formation of two fronts of the machined area adjacent to the island. As is known to those skilled in the art, the formation of narrow residual walls is undesirable because machining them may cause damage to the cutting tool and / or the workpiece.
제 2 나선 포인트(518)가 연산되면, 툴 경로 세그먼트(514)의 잔여부에 포함될 루프의 잔여 수가 업데이트된다. 루프의 잔여수는 혼합된 수가 될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 나선 툴 경로 세그먼트(514)의 잔여부의 후속하는 세그먼트가 회귀적으로 연산되어, 나선 툴 경로 세그먼트(514)의 잔여부의 새로운 제 1 포인트가 될 제 2 나선 포인트(518)가 정해지고, 새로운 제 2 브리지가 될 제 2 브리지(516)로부터의 절단 툴의 상승 방향으로 제 2 브리지(516)에 바로 인접한 브리지(530)가 정해진다. 추가로, 제 2 나선 포인트(518)는 제 2 브리지(516)의 새로운 브리지 포인트로서 정해지고, 기계가공될 나머지 영역이 재연산된다.Once the second helix point 518 is computed, the remaining number of loops to be included in the remainder of the
유형 Ⅱ 영역의 기계가공은 하기와 같이 연산된다:Machining in the type II area is calculated as follows:
먼저, 유형 Ⅱ 영역의 모든 닫힌 에지에 인접한 분리 채널을 기계가공하는 데에 필요한 기계가공 시간과 수렴 나선 툴 경로 세그먼트에 의해 영역의 나머지 면적을 기계가공하는데에 필요한 기계가공 시간의 함으로서 나선 기계가공 시간이 연산된다. 추가로, 트로코이드 형 기계가공 시간이 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트에 의해 전체 유형 Ⅱ 영역을 기계가공하는 데에 필요한 기계가공 시간으로서 연산된다. 나선 기계가공 시간이 트로코이드 형 기계가공 시간보다 더 짧다면, 영역의 모든 닫힌 에지에 인접한 분리 채널이 연산되고, 수렴 나선 툴 경로 세그먼트에 의해 기계가공될 나머지 분리된 면적이 연산된다. 나선 기계가공 시간이 트로코이드 형 기계가공 시간보다 더 길다면, 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트는 하기와 같이 연산된다:First, the machining time required to machine the separate channels adjacent to all closed edges of the type II area and the machining time required to machine the remaining area of the area by the converging spiral tool path segment. Is computed. In addition, the trocoid type machining time is calculated as the machining time required to machine the entire type II area by the trocoid type tool path segment. If the spiral machining time is shorter than the trocoid type machining time, a separate channel adjacent to all closed edges of the area is calculated, and the remaining separated area to be machined by the converging spiral tool path segment is calculated. If the spiral machining time is longer than the trocoid machining time, the trocoid tool path segment is calculated as follows:
영역의 "전면"으로서 영역의 가장 긴 개방 에지가 선택된다. 영역의 외부 경계의 나머지가 "차단 경계"로서 형성된다. 시작 단부는 전면의 2개의 단부 중 하나로서 선택되고, 이는 시작 단부로부터 대향하는 단부까지 전면을 따라서 기계가공시 클라임 컷(climb milling) 툴 경로를 가져온다.As the "front" of the region, the longest open edge of the region is selected. The rest of the outer boundary of the area is formed as a "blocking boundary". The starting end is selected as one of the two ends of the front face, which results in a climb milling tool path during machining along the front face from the starting end to the opposite end.
도 4b에 도시된 바와 같이, 미리정의된 밀도의 복수의 브리지 라인(550)은 각각 영역을 가로질러 전면(552)으로부터 차단 경계(554)를 향해 스트레칭된다. 각각의 브리지(550)의 브리지 포인트(556)는 먼저 전면(552)을 가진 브리지(550)의 각각의 교차 포인트로서 형성된다. 시작 단부(56)와 대향하는 단부(562)는 브리지(550)가 절단 툴의 상승 방향으로 시작 단부로부터 대향하는 단부(562)까지 순차화되도록(ordered) 선택된다. 전체적으로 최대 스텝오버와 동일한 폭을 가지는 전면(552)에 인접한 면적을 기계가공하기 위한 단일 개방 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트(564)가 각각의 브리지(55) 상의 적절한 포인트를 선택하고 상기 적절한 포인트들을 시작 단부(560)와 대향하는 단부(562) 사이의 브리지 라인의 순서로 교차시킴으로써 하기와 같이 연산된다:As shown in FIG. 4B, a plurality of
먼저, 시작 단부(560)는 바람직하게는 단일 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트(564)의 제 1 포인트로서 선택된다. 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트(564)의 가능한 제 2 포인트는 제 1 포인트(560)로부터 절단 툴의 상승(climbing) 방향으로 제 1 포인트(560)에 바로 인접한 제 1 브리지(570) 상의 포인트로서 연산되고, 그 가능한 제 2 포인트는 최대 스텝오버와 제 1 브리지(570)의 길이 중 더 큰 부분만큼 제 1 브리지의 브리지 포인트(572)로부터 이격된다. 도 4b의 도시된 예시에서, 가능한 제 2 포인트는 제 1 브리지(572)와 차단 경계(554)의 교차점(574)에 있도록 연산된다.First, the starting
가능한 제 2 포인트에 대해, 절단 툴이 제 1 포인트로부터 가능한 제 2 포인트로 절단 툴 경로를 따라감으로써 재료와 맞물리는 맞물림 각도가 연산된다. 연산된 맞물림 각도가 미리정해진 최소 및 최대 맞물림 각도 사이에 있는 경우, 제 2 포인트로서 가능한 제 2 포인트가 선택되고, 제 1 포인트(560)와 제 2 포인트 사이의 새로운 선형 서브세그먼트가 단일 트로코이드 형 절단 툴 경로 세그먼트(564)에 부가된다.For a second possible point, the engagement angle that engages the material is calculated by the cutting tool following the cutting tool path from the first point to the second possible point. If the calculated engagement angle is between a predetermined minimum and maximum engagement angle, the second point possible as the second point is selected, and a new linear subsegment between the
맞물림 각도가 미리정해진 최소 맞물림 각도보다 작은 경우, 연산된 맞물림 각도가 전체적으로 미리정해진 최소 맞물림 각도와 같은 제 2 포인트에 대한 이분화 검색이 수행된다. 이분화 검색은 가능한 제 2 포인트 및 최대 스텝오버와 제 1 브리지(570)의 길이 중 더 큰 것만큼, 제 1 브리지(570)를 따라서, 제 1 브리지(570)의 브리지 포인트(572)로부터 이격된 제 1 브리지(570) 상의 포인트 사이에서 수행된다. 제 2 포인트가 발견되면, 제 1 포인트(560)와 제 2 포인트 사이의 새로운 선형 서브세그먼트가 단일 트로코이드 형 절단 툴 경로 세그먼트(564)에 부가된다.If the engagement angle is smaller than the predetermined minimum engagement angle, a dichotomous search for the second point is performed where the calculated engagement angle is equal to the overall predetermined minimum engagement angle. The differentiation search is spaced apart from the
맞물림 각도가 미리정해진 최대 맞물림 각도보다 더 큰 경우, 연산된 맞물림 각도가 전체적으로 미리정해진 최대 맞물림 각도와 같은 제 2 포인트에 대한 이분화 검색이 수행된다. 이분화 검색은 제 1 브리지(570)의 브리지 포인트(572)와 가능한 제 2 포인트 사이에서 수행된다. 제 2 포인트가 발견되면, 제 1 포인트(560)와 제 2 포인트 사이의 새로운 선형 서브세그먼트가 단일 트로코이드 형 절단 툴 경로 세그먼트(564)에 부가된다.If the engagement angle is greater than the predetermined maximum engagement angle, a dichotomous search for the second point is performed where the calculated engagement angle is equal to the overall predetermined maximum engagement angle. The differentiation search is performed between the
도 4b에 도시된 예시에서, 교차점(564)이 제 2 포인트로서 선택되고, 제 1 포인트(560)와 제 2 포인트(574) 사이의 새로운 선형 서브세그먼트(580)가 단일 트로코이드 형 절단 툴 경로 세그먼트(564)에 부가된다.In the example shown in FIG. 4B, the
결과적으로, 단일 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트(564)의 잔여부의 연산은 선택된 전면(552)의 대향하는 단부(562)까지 순차화된 브리지(550) 상의 적절한 포인트들을 통과하는 툴 경로 서브세그먼트의 상술한 연산을 회귀적으로 수행함으로써 달성된다. 단일 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트(564)가 섬을 횡단하는 경우, 단일 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트(564)는 단일 트로코이드 형 경로 세그먼트(564)와 섬의 외부 경계의 교차 포인트에서 클립핑되어, 단일 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트(564)의 2개의 분리된 서브세그먼트를 생성한다. 이들 2개의 서브세그먼트는 그런다음 전면을 면하는 섬의 외부 경계의 섹션을 따라 연결되고, 이러한 섹견은 닫힌 에지이다.As a result, the computation of the remainder of the single trocoded
상술한 연산은 유형 Ⅱ 영역의 일부를 기계가공하기 위한 툴 경로 세그먼트의 연산을 완료한다. 이러한 포인트에서, 기계가공될 유형 Ⅱ 영역의 나머지가 연산되고, 유형 Ⅱ 영역의 나머지의 기계가공을 위한 툴 경로가 상술한 바와 같이 회귀적으로 연산된다. 유형 Ⅱ 영역의 나머지의 기계가공은 유형 Ⅱ 영역의 나머지의 전면의 시작 단부에 대한 절단 툴의 재위치선정(repositioning)을 필요로한다는 것이 이해될 것이다. 재위치선정 기술은 당업자에게 공지된 것임이 이해될 것이다.The above operation completes the calculation of the tool path segment for machining a portion of the type II region. At this point, the remainder of the type II region to be machined is computed and the tool path for machining the remainder of the type II region is computed recursively as described above. It will be appreciated that machining of the remainder of the type II region requires repositioning of the cutting tool relative to the starting end of the front face of the remainder of the type II region. It will be appreciated that the repositioning technique is known to those skilled in the art.
다시 유형 Ⅲ 영역의 기계가공을 위한 툴 경로의 연산을 참조하면, 상술한 바와 같이 유형 Ⅲ 영역을 기계가공시에는 발산 나선 툴 경로가 바람직하다. 유형 Ⅲ 영역을 기계가공하기 위해 연산된 발산 나선 툴 경로 세그먼트는 다수의 네스팅된(nested) 내부 윤곽선을 통해 가장 내부의 윤곽선으로부터 외부 경계까지 외부를 향해 나선을 그리는 툴 경로 세그먼트이다. 네스팅된 내부 윤곽선은 하기와 같이 연산된다:Referring again to the calculation of the tool path for the machining of the type III region, a diverging spiral tool path is preferred when machining the type III region as described above. The diverging helix tool path segment computed to machine the type III region is a tool path segment that spirals outward from the innermost contour to the outer boundary through a number of nested inner contours. Nested internal contours are computed as follows:
제 1 네스팅된 내부 윤곽선은 전체적으로 절단 툴의 반경의 1.5 배와 같은 거리만큼 상기 영역의 외부 경계에 대해 내부적으로 오프셋된 윤곽선이 되도록 연산된다. 추가적으로, 네스팅된 내부 윤곽선이 그런다음 제 1 네스팅된 내부 윤곽선으로부터 내부를 향해 회귀적으로 연산되고, 각각의 네스팅된 내부 윤곽선은 회전 절단 툴의 반경의 1.5배와 전체적으로 동일한 거리 만큼 그에 대해 바로 외부에서 인접한 네스팅된 내부 윤곽선으로부터 거리를 두고 내부를 향해 이격된다. 윤곽선 상의 적어도 하나의 포인트에 대해 절단 툴의 반경의 1.5배 보다 더 근접한 면적의 중심을 가지는 윤곽선이 되도록 마지막 네스팅된 내부 윤곽선이 연산된다. 마지막 네스팅된 내부 윤곽선의 내부로, 전체적으로 절단 툴의 반경보다 더 작고 마지막 네스팅된 내부 오프셋된 윤곽선의 면적의 중심 주위를 중심으로하는 반경을 가진 작은 원이 되도록 가장 내부의 윤곽선이 연산된다.The first nested inner contour is calculated to be an contour that is internally offset relative to the outer boundary of the area by a distance as a whole a distance equal to 1.5 times the radius of the cutting tool. In addition, the nested inner contour is then recursively computed inward from the first nested inner contour, with each nested inner contour corresponding to it a distance that is generally equal to 1.5 times the radius of the rotary cutting tool. It is spaced inwards at a distance from adjacent nested inner contours just outside. The last nested inner contour is computed so that for at least one point on the contour the contour has a center of area closer than 1.5 times the radius of the cutting tool. Inside the last nested inner contour, the innermost contour is calculated to be a small circle with a radius that is smaller than the radius of the cutting tool as a whole and centered around the center of the area of the last nested inner offset contour.
가장 내부의 윤곽선이 섬의 외부 경계 내에 있거나, 또는 섬의 외부 경계와 교차하는 경우, 섬을 둘러싸는 호가 연산되고, 가장 내부의 윤곽선이 임의의 기타 섬들과 교차하지 않도록 하기 위해, 호의 외부 경계에 바로 외부에 있게 하도록 가장 내부의 윤곽선이 재연산된다. 임의의 섬의 외부 경계와 교차하는 네스팅된 내부 윤곽선은 폐기된다는 것에 유의하라.If the innermost contour is within the outer boundary of the island, or intersects with the outer boundary of the island, an arc surrounding the island is computed, so that the innermost contour does not intersect any other islands, The innermost contour is recalculated so that it is just outside. Note that nested inner contours that intersect the outer boundary of any island are discarded.
네스팅된 내부 윤곽선이 연산되면, 가장 내부의 윤곽선으로부터 마지막 네스팅된 내부 오프셋된 윤곽선으로 외부를 향해 나선을 그리는 발산 나선 툴 경로 세그먼트에 포함될 루프의 수는 바람직하게는 하기와 같이 연산된다:Once the nested inner contour is computed, the number of loops to be included in the diverging spiral tool path segment that spirals outward from the innermost contour to the last nested inner offset contour is preferably calculated as follows:
복수의 브리지 라인은 가장 내부의 윤곽선으로부터 그에 대해 바로 외부로 인접된 다음번 내부 오프셋된 윤곽선으로 스트레칭된다. 각각의 브리지의 브리지 포인트는 먼저 가장 내부의 윤곽선과 브리지의 교차 포인트로서 형성된다. 최소 스텝오버에 의해 분할되는 최단 브리지의 길이는 이론적으로 발산 나선 툴 경로에 포함될 수 있는 루프의 수의 이론적인 최대치를 제공한다. 최대 스텝오버에 의해 분할된 최장 브리지의 길이는 가장 내부의 윤곽선과 다음번 내부의 오프셋된 윤곽선 사이의 전체 면적을 기계가공하기 위해 필요한 발산 나선 경로 세그먼트에 포함되어야 하는 루프의 수의 절대적인 최소값을 제공한다.The plurality of bridge lines are stretched from the innermost contour to the next inner offset contour immediately adjacent to it. The bridge point of each bridge is first formed as the intersection point of the innermost contour and the bridge. The length of the shortest bridge divided by the minimum stepover theoretically provides a theoretical maximum of the number of loops that can be included in the diverging spiral tool path. The length of the longest bridge divided by the maximum stepover provides an absolute minimum of the number of loops that must be included in the diverging spiral path segment needed to machine the entire area between the innermost contour and the next inner offset contour. .
발산 나선 툴 경로 세그먼트에 의해 도달될 수 있는 가장 내부의 윤곽선으로부터 임의의 방향으로의 가장 먼거리는 최대 스텝오버가 곱해진 발산 나선 툴 경로 세그먼트에 포함된 루프의 수라는 것이 이해될 것이다. 가장 내부의 윤곽선과 이러한 가장 먼 거리를 벗어난 다음번 내부 오프셋된 윤곽선 사이의 면적은 발산 나선 툴 경로 세그먼트에 의해 기계가공될 수 없고, 바람직하게는 발산 나선 툴 경로 세그먼트를 기계가공한 후에 클립핑함으로써 기계가공된다.It will be appreciated that the longest distance in any direction from the innermost contour that can be reached by the diverging spiral tool path segment is the number of loops included in the diverging spiral tool path segment multiplied by the maximum stepover. The area between the innermost contour and the next inner offset contour that is beyond this farthest distance cannot be machined by the diverging spiral tool path segment, preferably by machining after clipping the diverging spiral tool path segment. do.
전체적으로, 파라미터 'n'은 나선 툴 경로 세그먼트에 포함될 루프의 가능한 수를 지정하도록 사용되고, 여기서 n은 나선 툴 경로 세그먼트에 포함되어야하는 루프의 최소한의 수와 나선 툴 경로 세그먼트에 포함될 수 있는 루프의 최대한의 수 사이의 수이다.Overall, the parameter 'n' is used to specify the possible number of loops to be included in the spiral tool path segment, where n is the minimum number of loops to be included in the spiral tool path segment and the maximum number of loops that can be included in the spiral tool path segment. Is the number between.
n의 각각의 가능한 값에 대해, 가장 내부의 윤곽선과 다음번 내부 오프셋된 윤곽선 사이의 면적을 기계가공하는데에 필요한 작업 시간은 상술한 바와 같은 가장 내부의 윤곽선과 다음번 내부의 오프셋된 윤곽선 사이에서 식별된 모든 클립핑된 면적을 기계가공하는 데에 필요한 시간과 나선 툴 경로 세그먼트를 기계가공하는데에 필요한 시간을 합함으로써 연산된다. 나선 툴 경로 세그먼트에 포함될 루프의 최적의 값은 연산된 작업 시간이 최단 시간인 n의 값이 되도록 선택된다.For each possible value of n, the working time required for machining the area between the innermost contour and the next inner offset contour is identified between the innermost contour and the next inner offset contour as described above. It is computed by adding the time required to machine all clipped areas with the time required to machine the spiral tool path segment. The optimal value of the loop to be included in the spiral tool path segment is chosen such that the computed work time is the value of n, the shortest time.
툴 경로 세그먼트에 포함될 루프의 최적 값이 선택되면, 나선 툴 경로 세그먼트의 실제 경로가 연산된다. 먼저, 제 1 브리지의 브리지 포인트는 바람직하게는 나선 툴 경로 세그먼트의 시작 나선 포인트로서 선택된다. 제 1 브리지는 바람직하게는 자신의 이전의 위치로부터 회전 절단 툴을 이동시키는 데에 필요한 시간을 최소화하기 위해 선택된다. 나선 툴 경로 세그먼트의 가능한 제 2 나선 포인트는 제 1 브리지로부터 절단 툴의 상승(climbing) 방향으로 제 1 브리지에 바로 인접한 제 2 브리지 상의 포인트로서 연산되고, 그 포인트는 툴 경로 세그먼트에 포함될 루프의 나머지 수만큼 분할되는 제 2 브리지의 길이만큼 제 2 브리지의 브리지 포인트로부터 이격된다.When the optimal value of the loop to be included in the tool path segment is selected, the actual path of the spiral tool path segment is calculated. First, the bridge point of the first bridge is preferably selected as the starting helix point of the helix tool path segment. The first bridge is preferably selected to minimize the time required to move the rotary cutting tool from its previous position. The second possible spiral point of the spiral tool path segment is computed from the first bridge as a point on the second bridge immediately adjacent the first bridge in the climbing direction of the cutting tool, the point being the remainder of the loop to be included in the tool path segment. Spaced apart from the bridge point of the second bridge by the length of the second bridge divided by a number.
가능한 제 2 나선 포인트에 대해, 절단 툴이 제 1 나선 포인트로부터 가능한 제 2 나선 포인트로 나선 툴 경로를 따라감으로써 재료와 맞물리는 맞물림 각도가 연산된다. 연산된 맞물림 각도가 미리정해진 최소 및 최대 맞물림 각도 사이에 있는 경우, 제 2 나선 포인트로서 가능한 제 2 나선 포인트가 선택되고, 제 1 나선 포인트와 제 2 나선 포인트 사이의 새로운 선형 서브세그먼트가 나선 절단 툴 경로 세그먼트에 부가된다.For a possible second helix point, the engagement angle that engages the material is calculated by the cutting tool following the helix tool path from the first helix point to the second possible helix point. If the calculated engagement angle is between a predetermined minimum and maximum engagement angle, the second spiral point possible as the second spiral point is selected, and a new linear subsegment between the first spiral point and the second spiral point is the spiral cutting tool. Is added to the path segment.
맞물림 각도가 미리정해진 최소 맞물림 각도보다 작은 경우, 연산된 맞물림 각도가 전체적으로 미리정해진 최소 맞물림 각도와 같은 제 2 나선 포인트에 대한 이분화 검색이 수행된다. 이분화 검색은 가능한 제 2 나선 포인트와 최대 스텝오버만큼 제 2 브리지의 브리지 포인트로부터 이격된 제 2 브리지 상의 포인트 사이에서 수행된다. 제 2 나선 포인트가 발견되면, 제 1 나선 포인트와 제 2 나선 포인트 사이의 새로운 선형 서브세그먼트가 나선 툴 경로 세그먼트에 부가된다.If the engagement angle is smaller than the predetermined minimum engagement angle, a dichotomous search for a second helix point is performed such that the calculated engagement angle as a whole is a predetermined minimum engagement angle. The differentiation search is performed between the possible second helix point and the point on the second bridge spaced from the bridge point of the second bridge by the maximum stepover. If a second helix point is found, a new linear subsegment between the first helix point and the second helix point is added to the helix tool path segment.
맞물림 각도가 미리정해진 최대 맞물림 각도보다 더 큰 경우, 연산된 맞물림 각도가 전체적으로 미리정해진 최대 맞물림 각도와 같은 제 2 나선 포인트에 대한 이분화 검색이 수행된다. 이분화 검색은 제 2 브리지의 브리지 포인트와 가능한 제 2 나선 포인트 사이에서 수행된다. 제 2 나선 포인트가 발견되면, 제 1 나선 포인트와 제 2 나선 포인트 사이의 새로운 선형 서브세그먼트가 나선 툴 경로 세그먼트에 부가된다.If the engagement angle is greater than the predetermined maximum engagement angle, then a dichotomous search for a second helix point is performed such that the calculated engagement angle as a whole is a predetermined maximum engagement angle. The differentiation search is performed between the bridge point of the second bridge and the possible second helix point. If a second helix point is found, a new linear subsegment between the first helix point and the second helix point is added to the helix tool path segment.
새로운 선형 서브세그먼트가 섬과 교차하는 경우, 나선 툴 경로 세그먼트의 연산은 교차 포인트에서 종단되고, 여기서 호가 시작하고 섬을 둘러싸도록 연산된다. 툴 경로가 이미 연산되어야 될 나머지 영역들은 개별적으로 연산될 새로운 유형 Ⅲ 영역으로서 지정된다.When the new linear subsegment intersects the island, the computation of the spiral tool path segment ends at the intersection point, where the arc begins and is calculated to surround the island. The remaining areas for which the tool path has already been calculated are designated as new type III areas to be calculated individually.
새로운 선형 서브세그먼트가 다음번 내부 오프셋된 윤곽선과 교차하는 경우, 발산 나선 툴 경로 세그먼트의 추가 루프가 연산되고, 다음번 내부 오프셋된 윤곽선에 대해 내부에 있는 추가 루프의 부분은 발산 나선 툴 경로 세그먼트와 다음번 내부 오프셋된 윤곽선 사이의 하나 이상의 연산되지 않은 잔여 영역을 형성하고, 이러한 잔여 영역은 각각 바람직하게는 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트를 채용함으로써, 유형 Ⅱ 영역으로서 연산된다. 다음번 내부 오프셋된 윤곽선에 대해 내부에 있는 추가 루프의 부분은 발산 나선 툴 경로 세그먼트의 최종 루프인 연속한 루프를 형성하기 위해 다음번 내부 오프셋된 윤곽선을 따라 연결된다.If the new linear subsegment intersects the next inner offset contour, an additional loop of diverging spiral tool path segments is computed, and the portion of the additional loop that is inner for the next inner offset contour is computed with the diverging spiral tool path segment and the next inner. One or more uncalculated residual areas between the offset contours are formed, each of which is computed as a type II region, preferably by employing a trocoded tool path segment. The portion of the additional loop that is internal to the next inner offset contour is connected along the next inner offset contour to form a continuous loop that is the last loop of the diverging helix tool path segment.
제 2 나선 포인트가 연산되면, 툴 경로 세그먼트에 포함될 루프의 잔여 수가 재연산되고 나선 절단 툴 경로 세그먼트의 후속 세그먼트가 회귀적으로 연산되어, 나선 툴 경로 세그먼트의 잔여부의 새로운 포인트가 될 제 2 나선 포인트가 정해지고, 새로운 제 2 브리지가 될 제 2 브리지로부터의 절단 툴의 상승 방향으로 제 2 브리지에 바로 인접한 브리지가 정해진다. 추가로, 제 2 나선 포인트는 제 2 브리지의 새로운 브리지 포인트로서 정해지고, 기계가공될 나머지 영역이 재연산된다.If the second helix point is computed, the remaining number of loops to be included in the tool path segment is recalculated and the subsequent segment of the helix cutting tool path segment is recursively computed to become the new point of the remainder of the helix tool path segment. The point is set and the bridge immediately adjacent to the second bridge in the upward direction of the cutting tool from the second bridge to be the new second bridge. In addition, the second helix point is defined as the new bridge point of the second bridge, and the remaining area to be machined is recomputed.
결과적으로, 영역의 잔여부에 대한 발산 나선 툴 경로의 잔여부의 연산은 마지막 네스팅된 내부 오프셋된 윤곽선과 영역의 외부 경계 사이의 후속하는 연속적인 네스팅된 내부 윤곽선의 쌍을 통해 발산 나선 툴 경로 세그먼트의 상술한 연산을 회귀적으로 수행함으로써 달성된다.As a result, the calculation of the remainder of the diverging spiral tool path relative to the remainder of the region is performed through a diverging spiral tool through a pair of subsequent consecutive nested inner contours between the last nested inner offset contour and the outer boundary of the region. This is accomplished by performing the above operation of the path segment recursively.
상술한 툴 경로의 모든 연산은 불연속적 선형 툴 경로를 산출한다는 것이 이해될 것이다. 불연속적 선형 툴 경로가 특정 CNC 기계에 의해 기계가공되는 특정 워크피스에 적합하지 않은 경우, 불연속적 선형 툴 경로의 평활 근사치(smoothing approximation)가 연산될 수 있다. 이런한 근사 방법은 당업자에 공지된 것이다.It will be appreciated that all operations of the tool path described above yield a discrete linear tool path. If the discrete linear tool path is not suitable for a particular workpiece machined by a particular CNC machine, a smoothing approximation of the discrete linear tool path can be calculated. Such approximation methods are known to those skilled in the art.
도 1d의 도시된 예시를 참조하여, 단면(116)은 먼저 다중 돌출부를 포함하는 유형 Ⅰ 영역으로서 식별된다. 따라서, 수렴 나선 툴 경로 세그먼트는 최초 툴 경로 세그먼트로서 워크피스의 외부 경계와 연산된 내부 윤곽선 사이에서 연산된다. 이러한 연산은 바람직하게는 단면(116)의 주변부 바로 바깥의 선택된 위치로부터 시작하는 나선 툴 경로 세그먼트의 연산으로 시작한다. 이러한 맥락으로 각각 최초 나선 툴 경로 세그먼트가 참조번호(122)에 의해 전체적으로 표시된 물건(100)의 아웃라인(121)에 의해 겹쳐진 원자재(114)의 등각투영도 및 탑 뷰인, 도 1e-1 내지 도 1e-2를 참조한다. 나선 툴 경로는 회전 절단 툴의 중심을 나타내는 실선에 의해 표시되고, 그의 단면 정도는 도 1e-2에서 참조번호(124)에 의해 지정된다는 것에 유의하라. 본문에서 참조번호(126)로 지정된 선택된 위치는 바람직하게는 회전 절단 툴을 자신의 이전 위치로부터 이동시키기 위해 필요한 시간을 최소화하기 위해 선택된다.With reference to the illustrated example of FIG. 1D,
도 1e-1 내지 1e-2의 도시된 예시에서, 최초 툴 경로 세그먼트는 상술한 바와 같이 연산된 수렴 나선 세그먼트이다. 도 1e-1 내지 1e-2에 도시된 바와 같이, 최초 나선 툴 경로 세그먼트(122)는 최종적으로는 포인트 나선 툴 경로 세그먼트(122)가 종단하는 교차 포인트(130)에서 섬(105)과 교차한다. 도 1f-1 내지 1f-1에 도시된 바와 같이, 섬(105)을 둘러싸는 호(132)가 연산된다.In the illustrated example of FIGS. 1E-1 through 1E-2, the original tool path segment is a convergent spiral segment computed as described above. As shown in FIGS. 1E-1 through 1E-2, the initial spiral
도 1f-1 내지 1f-2에 도시된 바와 같이, 전체적으로 섬(105)의 외부 경계를 따라서 있는 호(132)의 내부 경계(134)가 연산된다. 섬(105)과 호의 내부 경계(134) 사이에 협소한 오프셋이 잔재하고, 이는 추후의 스테이지에서 마지막으로 기계가공될 수 있다. 호(132)의 외부 경계(136)는 호의 폭만큼 내부 경계(134)로부터 오프셋되는 것으로 연산된다.1F-1 through 1F-2, the
도 1f-1 내지 1f-2에 도시된 바와 같이, 호(132)의 외부 경계(136)는 포인트(138, 139)에서 섬(107)과 교차한다. 따라서, 추가적인 호(140)는 섬(107)을 둘러싸서, 호(132 및 140)가 결합되어 섬(105 및 107)을 둘러싸는 하나의 연속한 호를 형성하도록 연산된다. 도 1f-1 내지 1f-2에 명확하게 도시된 바와 같이, 최초 나선 툴 경로 세그먼트(122)와 섬(105 및 107)을 둘러싸는 후속하는 호(132 및 140)의 조합은 참조번호(142)에 의해 표시되는 새로운 유형 Ⅰ 영역을 형성한다.As shown in FIGS. 1F-1 through 1F-2, the
영역(142)은 다수 섬(109, 111, 및 113)을 포함한다. 도 1f-1 내지 1f-2에 명확하게 도시된 바와 같이, 병목(150)이 영역(142)에서 검출된다. 따라서, 도 1g-1 내지 1g-2에 도시된 바와 같이, 분리 채널(152)이 병목(150) 위치에서 연산되어, 영역(142)을 참조번호(154 및 156)에 의해 지정되는 2개의 독립적인 유형 Ⅰ 영역으로 효과적으로 분할한다.
도 1h-1 내지 1h-2를 참조하면, 먼저 영역(154)에 대한 나선 툴 경로 세그먼트가 연산되는 반면, 영역(156)의 연산은 연기된다. 도 1h-1 내지 1h-2에 도시된 바와 같이, 시작 포인트(160)가 선택되고 나선 툴 경로 세그먼트(162)는 포인트 나선 툴 경로 세그먼트(162)가 종단되는 교차 포인트(164)에서 섬(109)과 교차할 때까지 영역(154)의 외부 경계를 따라 전체적으로 최초 포인트(160)로부터 연장된다. 도 1i-1 내지 1i-2에 도시된 바와 같이, 섬(109)을 둘러싼 호(166)가 연산된다. 영역(154)의 나머지가 참조번호(170)에 의해 지정된 유형 Ⅰ 영역으로서 식별된다.1H-1 through 1H-2, the spiral tool path segment for
영역(170)은 섬(111 및 113)을 포함한다. 도 1i-1 내지 1i-2에 명확하게 도시된 바와 같이, 병목(172)이 영역(170)에서 검출된다. 따라서, 도 1j-1 내지 1j-2에 도시된 바와 같이, 분리 채널(174)이 병목(172) 위치에서 연산되어, 영역(170)을 참조번호(176 및 178)에 의해 지정되는 2개의 독립적인 유형 Ⅰ 영역으로 효과적으로 분할한다.
도 1k-1 내지 1k-2를 참조하면, 먼저 영역(176)을 기계가공하기 위한 나선 경로가 연산되는 반면, 영역(178)의 연산은 연기된다. 도 1k-1 내지 1k-2에 도시된 바와 같이, 영역(176)은 섬을 포함하지 않으며, 따라서 전체적으로 그의 반경이 툴의 반경보다 작고, 영역(176)의 중심 영역 주위로 중심을 두고있는 작은 원(177)인 영역(176)의 내부 경계를 가진 영역(176)을 기계가공하기 위해 수렴 나선 툴 경로 세그먼트가 연산된다.1K-1 through 1K-2, first, a spiral path for machining
결과적으로, 영역(178)에 대한 나선 툴 경로 세그먼트가 연산된다. 도 1l-1 내지 1l-2에 도시된 바와 같이, 시작 포인트(180)가 선택되고 나선 툴 경로 세그먼트(182)는 나선 툴 경로 세그먼트(162)가 종단되는 포인트의 교차 포인트(184)에서 섬(111)과 교차할 때까지 영역(178)의 외부 경계를 따라 전체적으로 최초 포인트(180)로부터 연장된다. 도 1m-1 내지 1m-2에 도시된 바와 같이, 돌출부(110)를 둘러싼 호(186)가 연산된다.As a result, the spiral tool path segment for
호를 포함하는 유형 Ⅰ 영역의 외부 경계에 근접하여 있도록 호의 외부 경계가 연산되는 경우, 호와 영역의 외부 경계 사이에 협소한 잔여 벽이 형성되는 것을 방지하도록 호의 국부적 확장(widening)이 연산된다. 당업자에 공지된 바와 같이, 협소한 잔여 벽의 형성은 그것들을 기계가공하는 것이 절단 툴 및/또는 워크피스에 대해 손상을 가져오기 때문에 바람직하지 못하다.If the outer boundary of the arc is computed to be proximate to the outer boundary of the type I region containing the arc, the local widening of the arc is calculated to prevent the formation of a narrow residual wall between the arc and the outer boundary of the region. As is known to those skilled in the art, the formation of narrow residual walls is undesirable because machining them causes damage to the cutting tool and / or the workpiece.
도 1m-1 내지 1m-2에 도시된 바와 같이, 영역(178)의 외부 경계에 근접하여 있도록 호(186)의 외부 경계가 연산된다. 따라서, 호의 확장없이 호(186)와 영역(178)의 외부 경계 사이에 협소한 잔여 벽이 형성되는 협소한 잔여 벽의 영역(189)을 따라서 호(186)가 영역(178)의 외부 경계까지 국부적으로 확장된다. 국부적으로 확장된 호(186)는 영역을 참조번호(190 및 192)로 지정된 2개의 독립적인 유형 Ⅰ 영역으로 분할한다.As shown in FIGS. 1M-1 through 1M-2, the outer boundary of
도 1n-1 내지 1n-2를 참조하면, 먼저 영역(190)이 연산되는 반면, 영역(192)의 연산은 연기된다. 도 1n-1 내지 1n-2에 도시된 바와 같이, 참조번호(196 및 198)에 의해 지정된 영역(190)의 2개의 클립핑된 영역이 식별된다. 나선 툴 경로 세그먼트에 의해 영역(190)의 잔여부를 기계가공하기 전에 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트에 의해 기계가공되도록 영역(196 및 198)이 연산된다.1N-1 through 1N-2, the
영역(190)의 잔여부는 섬을 포함하지 않으며, 따라서 전체적으로 그의 반경이 툴의 반경보다 작고, 영역(190)의 중심 영역 주위로 중심을 두고 있는 작은 원(191)인 내부 경계를 가진 영역(190)의 잔여부를 기계가공하기 위해 수렴 나선 툴 경로 세그먼트가 연산된다.The remainder of
결과적으로, 영역(192)에 대한 나선 툴 경로 세그먼트가 연산된다. 도 1o-1 내지 1o-2에 도시된 바와 같이, 참조번호(200)에 의해 지정된 영역(192)의 하나의 영역이 클립핑에 의해 식별된다. 영역(200)은 나선 툴 경로 세그먼트에 의해 영역(192)의 잔여부를 기계가공하기 전에 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트에 의해 기계가공될 영역(200)이 연산된다.As a result, the spiral tool path segment for
추가로, 도 1p-1 내지 1p-2에 도시된 바와 같이, 참조번호(202)에 의해 지정된 영역(192)의 추가 영역은 클립핑에 의해 식별된다. 그러나, 영역(202)은 개별 유형 Ⅰ 영역으로서 보다 효율적으로 기계가공되는 것이 연산된다. 따라서, 참조번호(202 및 214)에 의해 지정된 2개의 유형 Ⅰ 영역으로 영역(192)의 잔여부를 분할하는 분리 채널이 연산된다. 영역(202)은 돌출부를 포함하지 않으며, 따라서 도 1q-1 내지 1q-2에 도시된 바와 같이, 전체적으로 그의 반경이 툴의 반경보다 작고, 영역(202)의 중심 영역 주위로 중심을 두고 있는 작은 원(213)인 내부 경계를 가진 영역(202)을 기계가공하기 위해 수렴 나선 툴 경로 세그먼트가 연산된다.In addition, as shown in FIGS. 1P-1 through 1P-2, additional areas of the
분리 채널(210)을 기계가공하고 유형 Ⅰ 영역으로서 영역(202)을 기계가공하는 것은 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트에 의한 영역(202)의 기계가공 시간 보다 더 짧은 기계가공 시간을 야기한다는 것이 연산된다.It is calculated that machining the
도 1r-1 내지 1r-2를 참조하면, 영역(214)이 영역(214)내에서 전체적으로 중심에 위치된 하나의 섬(113)을 포함하는 것이 도시된다. 따라서, 전체적으로 섬(113)의 외부 주변을 따라서 있는 내부 경계를 가진 영역(214)을 기계가공하기 위한 수렴 나선 툴 경로 세그먼트(216)가 연산된다. 도 1r-2에 도시된 바와 같이, 나선 툴 경로 세그먼트(216)는, 마지막으로는 나선 툴 경로 세그먼트(216)가 종단되는 포인트에서의 교차 포인트(218)에서 섬(113)과 교차한다. 세그먼트(216)를 기계가공한 후에, 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트에 의해 기계가공되는 섬(113)에 인접한 하나 이상의 유형 Ⅱ 영역이 잔재할 수 있다.Referring to FIGS. 1R-1 through 1R-2, it is shown that
도 1s-1 내지 1s-2를 참조하면, 영역(156)의 기계가공이 연산되는 것이 도시된다. 도 1s-1 내지 1s-2에 도시된 바와 같이, 참조번호(230)에 의해 지정된 영역(156)의 클립핑된 영역이 식별된다. 영역(230)은 바람직하게는 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트에 의해 기계가공되도록 연산되고, 영역(156)의 잔여부가 그런다음 나선 툴 경로 세그먼트에 의해 기계가공되도록 연산된다.1S-1 through 1S-2, the machining of the
상술한 연산은 물건(100)의 기계가공시 제 1 페이즈인 제 1 스텝 다운의 기계가공을 위한 툴 경로의 연산을 구성한다는 것이 이해될 것이다. 전체적으로, "스텝 다운"이라는 용어는 일정한 깊이에서의 단일한 기계가공 페이즈를 기술하기 위해 사용된다. 도 1c에 도시된 바와 같이, 물건(100)의 기계가공의 완료는 3개의 스텝 다운을 필요로한다. 따라서, 상술한 연산에 후속하여 그리고 그와 유사하게, 툴 경로 설계자는 제 2 스텝다운(119)의 기계가공을 연산하고 그런다음 제 3의 스텝다운(120)을 연산하여, 물건(100)의 전체의 개략적(rough) 기계가공을 완료한다. 바람직하게는, 후속하는 스텝 다운들 사이의 수직 거리는 일반적으로 회전 절단 툴의 직경의 1 내지 4 배이다.It will be appreciated that the above calculation constitutes the calculation of the tool path for the machining of the first step down, which is the first phase in the machining of the
워크피스의 개략적 기계가공에 후속하여, 나머지 개략적 기계가공의 추가적인 스테이지가 연산되고, 이는 물건(100)의 경사 표면 상의 일련의 스텝다운에 의해 생성된 커다란 잔여 스텝들을 감소시킨다.Following rough machining of the workpiece, an additional stage of the remaining rough machining is computed, which reduces the large residual steps generated by a series of step downs on the inclined surface of the
도 2a 내지 2l-2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 또다른 툴 경로의 연산이 예시된다. 도 2a 및 2b는 각각 본 발명에 따라 제조될 수 있는 물건의 또다른 예시인 물건(400)의 등각투영도 및 탑뷰의 예시이다. 물건(400)의 설정은 본 발명의 추가적인 다양한 특정 특징을 나타내기 위해 선택된다. 종래 3축 기계 툴에 의해 기계가공될 수 있는 임의의 적절한 3차원 물건이 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조될 수 있다는 것에 유의하라.2A-2L-2, another tool path operation is illustrated in accordance with a preferred embodiment of the present invention. 2A and 2B are illustrations of an isometric and top view of an
도 2a 및 2b에 도시된 바와 같이, 물건(400)는 본문에 참조번호(404)로 지정되어있는 하나의 돌출부가 연장되어있는 전체적으로 평평한 베이스 부(402)를 가지는 것으로 도시된다. 도 2c는 물건(400)의 단면(420)에 의해 겹쳐져있는 원자재(410)를 도시한다. 단면(402)은 외부 경계(422) 및 단면(420)의 깊이에서의 돌출부(404)의 단면에 대응하는 섬(405)을 가지는 것을 특징으로 한다.As shown in FIGS. 2A and 2B, the
도 2c에 도시된 예시에서, 단면(420)은 먼저 하나의 섬을 포함하는 유형 Ⅲ 영역으로서 식별된다. 상술한 바와 같이, 영역(424)의 외부 경계와 영역(424)의 가장 내부의 윤곽선 사이에서 복수의 네스팅된 오프셋된 윤곽선이 연산된다. 가장 내부의 윤곽선은 먼저 섬(405)의 외부 경계와 오버랩핑되도록 연산된다. 따라서, 도 2d-1 내지 2d-2에 도시된 바와 같이, 섬(405)을 둘러싸는 호(428)가 연산되고, 호(428)의 외부 경계에 바로 바깥에 있도록 가장 내부의 윤곽선(430)이 연산된다.In the example shown in FIG. 2C,
도 2d-1 내지 2d-2에 도시된 바와 같이, 가장 내부의 윤곽선(430)과 가장 내부의 윤곽선(430)에 대해 외부에 있는 네스팅된 내부 윤곽선(440)은 유형 Ⅲ 영역(442)을 형성한다. 도 2e-1 내지 2e-2에 도시된 바와 같이, 발산 툴 경로 세그먼트(443)는 먼저 가장 내부의 윤곽선(430)과 네스팅된 내부 윤곽선(440) 사이에서 외부를 향해 나선을 그리고, 그에 의해 2개의 잔여 영역(444 및 446)을 생성하도록 연산된다. 도 2f-1 내지 2f-2에 도시된 바와 같이, 잔여 영역(444)은 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트를 채용함으로써 유형 Ⅱ 영역으로서 기계가공되도록 연산된다. 유사하게, 도 2g-1 내지 2g-2에 도시된 바와 같이, 잔여 영역(446)은 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트를 채용함으로써 유형 Ⅱ 영역으로서 기계가공되도록 연산된다.As shown in FIGS. 2D-1 through 2D-2, the nested
도 2h-1 내지 2h-2를 참조하면, 네스팅된 내부 윤곽선(440)과 네스팅된 내부 윤곽선(450) 사이에서 형성된 유형 Ⅲ 영역(448)을 기계가공하도록 발산 나선 툴 경로 세그먼트가 연산되는 것이 도시된다. 결과적으로, 도 2i-1 내지 2i-2에 도시된 바와 같이, 네스팅된 내부 윤곽선(450)과 네스팅된 내부 윤곽선(460) 사이에서 형성된 유형 Ⅲ 영역(452)을 기계가공하도록 발산 나선 툴 경로 세그먼트이 유사하게 연산된다.2H-1 through 2H-2, the diverging helix tool path segment is computed to machine a
도 2j-1 내지 2j-2를 참조하면, 네스팅된 내부 윤곽선(460)과 외부 경계(422) 사이에서 형성된 유형 Ⅲ 영역(468)을 기계가공하도록 발산 나선 툴 경로 세그먼트가 연산되어, 2개의 잔여 영역(470 및 472)을 생성하는 것이 도시된다. 도 2k-1 내지 2k-2에 도시된 바와 같이, 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트를 채용함으로써 유형 Ⅱ 영역으로서 기계가공되도록 잔여 영역(470)이 연산된다. 유사하게, 도 2l-1 내지 2l-2에 도시된 바와 같이, 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트를 채용함으로써 유형 Ⅱ 영역으로서 기계가공되도록 잔여 영역(470)이 연산되어, 물건(400)의 기계가공 연산을 완료한다.2J-1 through 2J-2, the diverging helix tool path segment is computed to machine the
상기에 특정하여 도시되고 기술된 것에 의해 본 발명이 한정되지 않는다는 것을 당업자는 이해할 것이다. 오히려, 본 발명은 또한 상기를 읽고 당업자에게 떠오르고 종래기술이 아닌 상술된 특징들의 다양한 조합과 하부조합 및 그의 변조와 변형들을 포함한다.Those skilled in the art will understand that the present invention is not limited by the specific details shown and described above. Rather, the present invention also contemplates various combinations and subcombinations of the above-described features and modulations and variations thereof that occur to those skilled in the art upon reading the above.
Claims (19)
회전 절단 툴과 상기 워크피스 사이의 최대 허용 맞물림 각도(maximum permitted engagement angle)를 선택하는 단계;
상기 회전 절단 툴과 상기 워크피스 사이의 최소 허용 맞물림 각도를 선택하는 단계; 및
상기 회전 절단 툴과 상기 워크피스 사이의 맞물림 각도가 상기 최대 허용 맞물림 각도와 상기 최소 허용 맞물림 각도 사이에서 점차적으로 변하는, 상기 워크피스에 대한 상기 회전 절단 툴을 위한 툴 경로를 설정하는 단계;의 그룹;
상기 회전 절단 툴에 의해 제거될 상기 워크피스의 영역을 선택하는 단계; 및
상기 워크피스의 상기 영역에서 상기 회전 절단 툴을 위한 비대칭 나선 툴 경로를 설정하는 단계로서, 상기 비대칭 나선 툴 경로는 상기 비대칭 나선 툴 경로를 따라 이동하는 상기 회전 절단 툴에 의해 제거되는 상기 워크피스의 상기 영역의 부분을 최대화하는 단계;의 그룹;
트로코이드(trochoidal) 형 툴 경로를 채용함으로써 적어도 하나의 반 개방 영역을 제거하는데에 필요한 제 1 기계가공 시간이, 상기 적어도 하나의 반 개방 영역과 상기 적어도 하나의 반 개방 영역의 모든 닫힌 외부 경계 세그먼트 사이의 분리 채널들을 제거하고 상기 적어도 하나의 반 개방 영역의 잔여 부분을 제거함으로써 상기 적어도 하나의 반 개방 영역을 고립시키는데에 필요한 제 2 기계가공 시간 보다 더 긴, 적어도 하나의 반 개방 영역을 식별하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 반 개방 영역과 상기 적어도 하나의 반 개방 영역의 모든 닫힌 외부 경계 세그먼트 사이의 적어도 하나의 분리 채널을 제거될 상기 적어도 하나의 반 개방 영역에 형성하여, 제거될 나머지 개방 영역을 형성하는 단계;의 그룹;
상기 회전 절단 툴에 의해 제거될 상기 워크피스의 영역을 선택하는 단계;
비대칭 나선 툴 경로에 의해 제거될 상기 워크피스의 상기 영역의 제 1 부분을 선택하는 단계로서, 상기 영역의 제 1 부분을 선택하는 단계는 상기 워크피스의 상기 영역을 제거하는 데에 필요한 기계가공 시간을 최소화하도록 동작하는 단계; 및
상기 워크피스의 상기 영역의 잔여 부분을 제거하기 위해 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로를 설정하는 단계;의 그룹;
상기 워크피스로부터 제조될 상기 물건의 단면을 고려하는 단계;
제거되지 않을 상기 워크피스의 표면 상의 상기 단면의 분리된 영역들을 섬(islands)으로서 형성하는 단계;
섬을 가지지 않은 영역내에서 툴 경로의 설정을 시작하는 단계; 및
상기 툴 경로가 섬과 만났을 때, 상기 섬을 둘러싼 호(moat)를 형성하는 호 툴 경로를 설정하는 단계;의 그룹; 및
적어도 하나의 개방 영역을 제거하기 위해 필요한 제 1 기계가공 시간이, 2개의 독립적인 영역들 사이에서 상기 회전 절단 툴에 의해 분리 채널을 제거하고 상기 2 개의 독립적인 영역들을 제거함으로써 상기 적어도 하나의 개방 영역을 2개의 독립적인 영역들로 분할하는데에 필요한 제 2 기계가공 시간 보다 더 긴, 적어도 하나의 개방 영역을 식별하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 개방 영역의 외부 경계의 에지 상의 2개의 포인트들 사이로 연장되어있는 적어도 하나의 분리 채널을 상기 적어도 하나의 개방 영역내에 형성하여, 상기 적어도 하나의 개방 영역을 적어도 2 개의 독립적인 영역들로 분할하는 단계;의 그룹인 것을 특징으로 하는 자동화된 컴퓨터 구현 방법.An automated computer-implemented method of generating instructions for controlling a computer numerical control machine to manufacture an object from a workpiece, the method comprising at least one of the following six groups of steps, the group comprising:
Selecting a maximum permitted engagement angle between the rotary cutting tool and the workpiece;
Selecting a minimum allowable engagement angle between the rotary cutting tool and the workpiece; And
Setting a tool path for the rotary cutting tool for the workpiece, wherein the engagement angle between the rotary cutting tool and the workpiece is gradually changed between the maximum allowable engagement angle and the minimum allowable engagement angle; ;
Selecting an area of the workpiece to be removed by the rotary cutting tool; And
Establishing an asymmetric spiral tool path for the rotary cutting tool in the region of the workpiece, wherein the asymmetric spiral tool path is removed by the rotary cutting tool moving along the asymmetric spiral tool path. Maximizing a portion of the region;
By employing a trochoidal tool path the first machining time required to remove the at least one semi-open area is between the at least one semi-open area and all closed outer boundary segments of the at least one semi-open area. Identifying at least one semi-open area that is longer than a second machining time required to isolate the at least one semi-open area by removing the separation channels of the at least one semi-open area. ; And
At least one separating channel between the at least one semi-open area and all closed outer boundary segments of the at least one semi-open area is formed in the at least one semi-open area to be removed, thereby forming the remaining open area to be removed. Step;
Selecting an area of the workpiece to be removed by the rotary cutting tool;
Selecting a first portion of the region of the workpiece to be removed by an asymmetrical spiral tool path, wherein selecting the first portion of the region is the machining time required to remove the region of the workpiece Operating to minimize; And
Establishing at least one trocoid-like tool path to remove a residual portion of the area of the workpiece;
Considering a cross section of the object to be manufactured from the workpiece;
Forming discrete regions of the cross-section on the surface of the workpiece that will not be removed as islands;
Starting to set a tool path in an area without islands; And
When the tool path meets an island, establishing a call tool path that forms an moat surrounding the island; And
The first machining time required to remove the at least one open area is such that the at least one opening is removed by removing the separation channel and removing the two independent areas by the rotary cutting tool between two independent areas. Identifying at least one open area that is longer than a second machining time required to divide the area into two independent areas; And
Forming at least one open region in the at least one open region by forming at least one separation channel extending between two points on an edge of an outer boundary of the at least one open region, thereby forming the at least one open region at least two independent regions Dividing into;
다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계;
상기 맞물림 각도에서의 변화에 대응하여 상기 회전 절단 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계;
상기 회전 절단 툴에 대해 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계; 및
상기 물건의 제조 비용을 최소화하는 단계로서, 그에 의해 상기 비용은 상기 제조의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 제조기간 동안 상기 회전 절단 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합인 단계;
중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 컴퓨터 구현 방법.5. The method of claim 1, wherein in response to at least one consideration of the characteristics of the computer numerical control machine, the rotary cutting tool, and the workpiece material, setting the tool path further comprises:
Minimizing the rate of change of the engagement angle over time, while applying other constraints;
Gradually changing a feed rate of the rotary cutting tool in response to a change in the engagement angle;
Maintaining a generally constant workload for the rotary cutting tool; And
Minimizing the manufacturing cost of the article, whereby the cost is a combination of the cost of operating the machine during the period of manufacture and the wear cost imposed on the rotary cutting tool during the period of manufacture;
Automated computer implemented method comprising at least one of.
상기 툴 경로는 복수의 툴 경로 세그먼트를 포함하고; 및
상기 툴 경로 설정 단계는 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 회귀적으로(recursively) 설정하는 단계를 포함하고;
상기 컴퓨터 수치 제어 기계, 상기 회전 절단 툴 및 상기 워크피스의 재료의 특성 중 적어도 하나를 고려하는 것에 대응하여, 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 설정하는 단계는 또한,
다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계,
상기 맞물림 각도에서의 변화에 대응하여 상기 회전 절단 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계, 및
상기 회전 절단 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계,
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 컴퓨터 구현 방법.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
The tool path comprises a plurality of tool path segments; And
The tool path setting step includes recursively setting each of the tool path segments;
In response to taking into account at least one of the properties of the computer numerical control machine, the rotary cutting tool and the material of the workpiece, the step of setting each of the tool path segments also includes:
Minimizing the rate of change of the engagement angle over time, while applying other constraints,
Gradually changing a feed rate of the rotary cutting tool in response to a change in the engagement angle, and
Maintaining an overall constant work load for the rotary cutting tool,
Automated computer implementation method comprising a.
상기 툴 경로 세그먼트의 각각은 복수의 툴 경로 서브세그먼트를 포함하고; 및
상기 툴 경로 세그먼트 각각을 회귀적으로 설정하는 단계는 상기 툴 경로 서브세그먼트의 각각을 회귀적으로 설정하는 단계를 포함하고; 및
상기 컴퓨터 수치 제어 기계, 상기 회전 절단 툴 및 상기 워크피스의 재료의 특성 중 적어도 하나를 고려하는 것에 대응하여, 상기 툴 경로 서브세그먼트 각각을 설정하는 단계는 또한,
다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계,
상기 맞물림 각도에서의 변화에 대응하여 상기 회전 절단 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계; 및
상기 회전 절단 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계,
중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 컴퓨터 구현 방법.The method according to claim 6,
Each of the tool path segments comprises a plurality of tool path subsegments; And
Recursively setting each of the tool path segments includes recursively setting each of the tool path subsegments; And
In response to taking into account at least one of the properties of the computer numerical control machine, the rotary cutting tool and the material of the workpiece, the step of setting each of the tool path subsegments further comprises:
Minimizing the rate of change of the engagement angle over time, while applying other constraints,
Gradually changing a feed rate of the rotary cutting tool in response to a change in the engagement angle; And
Maintaining an overall constant work load for the rotary cutting tool,
Automated computer implemented method comprising at least one of.
상기 비대칭 나선 툴 경로는 복수의 나선 툴 경로 세그먼트를 포함하고;
상기 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로는 복수의 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트를 포함하고;
상기 비대칭 나선 툴 경로를 설정하는 단계는 상기 나선 툴 경로 세그먼트 각각을 회귀적으로 설정하는 단계를 포함하고; 및
상기 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로 설정 단계는 상기 트로코이드 형 툴 경로 세그먼트의 각각을 회귀적으로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 컴퓨터 구현 방법.The method according to any one of claims 1 to 7,
The asymmetric spiral tool path comprises a plurality of spiral tool path segments;
The at least one trocoid-type tool path comprises a plurality of trocoid-type tool path segments;
Establishing the asymmetrical spiral tool path comprises recursively setting each of the spiral tool path segments; And
And said at least one trocoid-type tool path setting step includes recursively setting each of said trocoid-type tool path segments.
상기 섬(island), 상기 섬을 둘러싸는 상기 호(moat) 및 제거된 영역으로서 상기 워크피스로부터 이미 제거된 영역들을 포함하는 복합 영역(composite region)을 형성하는 단계; 및
상기 제거된 영역들을 포함하지 않는, 상기 워크피스의 잔여 영역들을 제거하도록 툴 경로를 설정하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 컴퓨터 구현 방법.The method according to any one of claims 1 to 8,
Forming a composite region comprising the island, the moat surrounding the island and regions that have already been removed from the workpiece as removed regions; And
Setting a tool path to remove residual areas of the workpiece that do not include the removed areas;
Automated computer implementation method further comprising a.
회전 절단 툴에 의해 제거될 상기 워크피스의 영역을 선택하고 하기의 조합들 중 적어도 하나를 동작하는 툴 경로 설정 엔진;을 포함하고, 상기 조합들은,
맞물림 각도가 미리 선택된 최대 허용 맞물림 각도와 미리 선택된 최소 허용 맞물림 각도 사이에서 점차적으로 변하는, 상기 워크피스에 대한 상기 회전 절단 툴을 위한 툴 경로를 설정하는 단계;
상기 워크피스의 상기 영역 내에서 상기 회전 절단 툴을 위한 비대칭 나선 툴 경로를 설정하는 단계로서, 상기 비대칭 나선 툴 경로는 상기 비대칭 나선 툴 경로를 따라서 이동하는 상기 회전 절단 툴에 의해 제거되는 상기 워크피스의 상기 영역의 부분을 최대화하는 단계;의 조합;
트로코이드 형 툴 경로를 채용함으로써 적어도 하나의 반 개방 영역을 제거하는데에 필요한 제 1 기계가공 시간이, 상기 적어도 하나의 반 개방 영역과 상기 적어도 하나의 반 개방 영역의 모든 닫힌 외부 경계 세그먼트 사이의 분리 채널들을 제거하고 상기 적어도 하나의 반 개방 영역의 나머지 부분을 제거함으로써 상기 적어도 하나의 반 개방 영역을 고립시키는데에 필요한 제 2 기계가공 시간 보다 더 긴, 적어도 하나의 반 개방 영역을 식별하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 반 개방 영역과 상기 적어도 하나의 반 개방 영역의 모든 닫힌 외부 경계 세그먼트 사이의 적어도 하나의 분리 채널을, 제거될 상기 적어도 하나의 반 개방 영역에 형성하여, 제거될 나머지 개방 영역을 형성하는 단계;의 조합;
비대칭 나선 툴 경로에 의해 제거될 상기 워크피스의 상기 영역의 제 1 부분을 선택하는 단계로서, 상기 워크피스의 상기 영역의 제 1 부분을 선택하는 단계는 상기 워크피스의 상기 영역을 제거하는 데에 필요한 기계가공 시간을 최소화하도록 동작하는 단계; 및
상기 워크피스의 상기 영역의 잔여 부분을 제거하기 위해 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로를 설정하는 단계;의 조합;
상기 워크피스로부터 제조될 상기 물건의 단면을 고려하는 단계;
제거되지 않을 상기 워크피스의 표면 상의 상기 단면의 분리된 영역들을 섬으로서 형성하는 단계;
섬을 가지지 않은 영역내에서 툴 경로의 설정을 시작하는 단계; 및
상기 툴 경로가 섬과 만났을 때, 상기 섬을 둘러싼 호를 형성하는 호 툴 경로를 설정하는 단계;의 조합; 및
상기 적어도 하나의 개방 영역을 제거하기 위해 필요한 제 1 기계가공 시간이, 2개의 독립적인 영역들 사이에서 상기 회전 절단 툴에 의해 분리 채널을 제거하고 상기 2 개의 독립적인 영역들을 제거함으로써 상기 적어도 하나의 개방 영역을 2개의 독립적인 영역들로 분할하는데에 필요한 제 2 기계가공 시간 보다 더 긴, 적어도 하나의 개방 영역을 식별하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 개방 영역의 외부 경계의 에지 상의 2개의 포인트들 사이로 연장되어있는 적어도 하나의 분리 채널을 상기 적어도 하나의 개방 영역내에 형성하여, 상기 적어도 하나의 개방 영역을 적어도 2 개의 독립적인 영역들로 분할하는 단계;의 조합인 것을 특징으로 하는 자동화된 컴퓨터 구현 장치.An automated computer implemented device for generating instructions for controlling a computer numerical control machine to manufacture an object from a workpiece, the device comprising:
A tool routing engine for selecting an area of the workpiece to be removed by the rotary cutting tool and operating at least one of the following combinations, the combinations comprising:
Establishing a tool path for the rotational cutting tool with respect to the workpiece, wherein the engagement angle is gradually changed between a preselected maximum allowable engagement angle and a preselected minimum allowable engagement angle;
Establishing an asymmetrical spiral tool path for the rotary cutting tool in the area of the workpiece, the asymmetrical spiral tool path being removed by the rotary cutting tool moving along the asymmetrical spiral tool path. Maximizing a portion of said region of;
The first machining time required to remove the at least one semi-open area by employing a trocoid-type tool path is such that the separation channel between all at least one semi-open area and all closed outer boundary segments of the at least one semi-open area. Identifying at least one semi-open area that is longer than a second machining time required to isolate the at least one semi-open area by removing them and removing the remaining portion of the at least one half-open area; And
At least one separation channel between the at least one half-open area and all closed outer boundary segments of the at least one half-open area is formed in the at least one half-open area to be removed, thereby forming the remaining open area to be removed. Combination;
Selecting a first portion of the region of the workpiece to be removed by an asymmetrical spiral tool path, wherein selecting the first portion of the region of the workpiece comprises removing the region of the workpiece Operating to minimize the required machining time; And
Establishing at least one trocoid-like tool path to remove residual portions of the area of the workpiece;
Considering a cross section of the object to be manufactured from the workpiece;
Forming as discrete islands of the cross-section on the surface of the workpiece that will not be removed;
Starting to set a tool path in an area without islands; And
When the tool path meets an island, establishing an arc tool path forming an arc surrounding the island; And
The first machining time required to remove the at least one open area is achieved by removing the separation channel and removing the two independent areas by the rotary cutting tool between two independent areas. Identifying at least one open region longer than a second machining time required to divide the open region into two independent regions; And
Forming at least one open region in the at least one open region by forming at least one separation channel extending between two points on an edge of an outer boundary of the at least one open region, thereby forming the at least one open region at least two independent regions Dividing into;
다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계;
상기 맞물림 각도에서의 변화에 대응하여 상기 회전 절단 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계;
상기 회전 절단 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계; 및
상기 물건의 제조 비용을 최소화하는 단계로서, 그에 의해 상기 비용은 상기 제조의 기간 동안 상기 기계를 작동시키는 비용 및 상기 제조기간 동안 상기 회전 절단 툴에 대해 가해진 마모 비용의 조합인 단계;
중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 컴퓨터 구현 장치.13. The method of any one of claims 10 to 12, wherein the setting of the tool path corresponds to the consideration of at least one of the characteristics of the computer numerical control machine, the rotary cutting tool and the workpiece material.
Minimizing the rate of change of the engagement angle over time, while applying other constraints;
Gradually changing a feed rate of the rotary cutting tool in response to a change in the engagement angle;
Maintaining an overall constant work load for the rotary cutting tool; And
Minimizing the manufacturing cost of the article, whereby the cost is a combination of the cost of operating the machine during the period of manufacture and the wear cost imposed on the rotary cutting tool during the period of manufacture;
An automated computer implemented device comprising at least one of the following.
상기 툴 경로는 복수의 툴 경로 세그먼트를 포함하고; 및
상기 툴 경로 설정 단계는 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 회귀적으로 설정하는 단계를 포함하고;
상기 컴퓨터 수치 제어 기계, 상기 회전 절단 툴 및 상기 워크피스의 재료의 특성 중 적어도 하나를 고려하는 것에 대응하여, 상기 툴 경로 세그먼트 각각을 설정하는 단계는 또한:
다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계;
상기 맞물림 각도에서의 변화에 대응하여 상기 회전 절단 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계; 및
상기 회전 절단 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계;
중 적어도 하나;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 컴퓨터 구현 장치.14. The method according to any one of claims 10 to 13,
The tool path comprises a plurality of tool path segments; And
The tool path setting step includes recursively setting each of the tool path segments;
In response to taking into account at least one of the properties of the computer numerical control machine, the rotary cutting tool and the material of the workpiece, the step of setting each of the tool path segments also comprises:
Minimizing the rate of change of the engagement angle over time, while applying other constraints;
Gradually changing a feed rate of the rotary cutting tool in response to a change in the engagement angle; And
Maintaining an overall constant work load for the rotary cutting tool;
And at least one of the;
상기 툴 경로 세그먼트의 각각은 복수의 툴 경로 서브세그먼트를 포함하고; 및
상기 툴 경로 세그먼트 각각을 회귀적으로 설정하는 단계는 상기 툴 경로 서브세그먼트의 각각을 회귀적으로 설정하는 단계를 포함하고; 및
상기 컴퓨터 수치 제어 기계, 상기 회전 절단 툴 및 상기 워크피스의 재료의 특성 중 적어도 하나를 고려하는 것에 대응하여, 상기 툴 경로 서브세그먼트 각각을 설정하는 단계는 또한:
다른 제약 사항을 적용하면서, 시간에 따른 상기 맞물림 각도의 변화율을 최소화하는 단계;
상기 맞물림 각도에서의 변화에 대응하여 상기 회전 절단 툴의 피드 속도를 점차적으로 변경시키는 단계; 및
상기 회전 절단 툴에 대한 전체적으로 일정한 작업 로드를 유지시키는 단계;
중 적어도 하나;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화된 컴퓨터 구현 장치.15. The method of claim 14,
Each of the tool path segments comprises a plurality of tool path subsegments; And
Recursively setting each of the tool path segments includes recursively setting each of the tool path subsegments; And
In response to taking into account at least one of the properties of the computer numerical control machine, the rotary cutting tool and the material of the workpiece, setting each of the tool path subsegments further comprises:
Minimizing the rate of change of the engagement angle over time, while applying other constraints;
Gradually changing a feed rate of the rotary cutting tool in response to a change in the engagement angle; And
Maintaining an overall constant work load for the rotary cutting tool;
And at least one of the;
상기 섬, 상기 섬을 둘러싸는 상기 호 및 제거된 영역으로서 상기 워크피스로부터 이미 제거된 영역들을 포함하는 복합 영역을 형성하고; 및
상기 제거된 영역들을 포함하지 않는, 상기 워크피스의 나머지 영역들을 제거하기위해 툴 경로를 설정하도록;동작하는 것을 특징으로 하는 자동화된 컴퓨터 구현 장치.16. The engine according to any one of claims 10 to 15, wherein the setup engine is also:
Forming a composite region comprising the island, the arc surrounding the island and the regions already removed from the workpiece as removed regions; And
And set a tool path to remove remaining areas of the workpiece that do not include the removed areas.
회전 절단 툴에 의해 제거될 상기 워크피스의 영역을 선택하고; 하기의 조합들 중 중 적어도 하나를 동작하는 컨트롤러;를 포함하고, 상기 조합들은,
상기 워크피스의 상기 영역 내에서의 비대칭 나선 툴 경로를 따라서 상기 회전 절단 툴을 지향시키는 단계로서, 상기 비대칭 나선 툴 경로가 상기 비대칭 나선 툴 경로를 따라서 이동하는 상기 회전 절단 툴에 의해 제거되는 상기 워크피스의 상기 영역의 부분을 최대화하는 단계;
상기 회전 절단 툴과 상기 워크피스 사이의 맞물림 각도가 미리 선택된 최대 허용 맞물림 각도와 미리 선택된 최소 허용 맞물림 각도 사이에서 점차적으로 변하는 상기 워크피스에 대한 툴 경로를 따라 상기 회전 절단 툴을 지향시키는 단계;의 조합;
상기 비대칭 나선 툴 경로에 의해 제거될 상기 영역의 제 1 부분을 선택하는 단계로서, 상기 영역의 제 1 부분을 선택하는 단계는 상기 영역을 제거하는 데에 필요한 기계가공 시간을 최소화하도록 동작하는 단계; 및
상기 워크피스의 상기 영역의 나머지 부분에서의 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로를 따라 상기 회전 절단 툴을 지향시키는 단계;의 조합;
트로코이드 형 툴 경로를 채용함으로써 적어도 하나의 반 개방 영역을 제거하는데에 필요한 제 1 기계가공 시간이, 상기 적어도 하나의 반 개방 영역과 상기 적어도 하나의 반 개방 영역의 모든 닫힌 외부 경계 세그먼트 사이의 분리 채널들을 제거하고 상기 적어도 하나의 반 개방 영역의 잔여 부분을 제거함으로써 상기 적어도 하나의 반 개방 영역을 고립시키는데에 필요한 제 2 기계가공 시간 보다 더 긴, 적어도 하나의 반 개방 영역을 식별하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 반 개방 영역과 상기 적어도 하나의 반 개방 영역의 모든 닫힌 외부 경계 세그먼트 사이의 적어도 하나의 분리 채널을, 제거될 상기 적어도 하나의 반 개방 영역에 형성하여, 제거될 나머지 개방 영역을 형성하는 단계;의 조합;
상기 워크피스로부터 제조될 상기 물건의 단면을 고려하는 단계;
제거되지 않을 상기 워크피스의 표면 상의 상기 단면의 분리된 영역들을 섬으로서 형성하는 단계;
섬을 가지지 않은 영역내에서 툴 경로의 설정을 시작하는 단계; 및
상기 툴 경로가 섬과 만났을 때, 상기 섬을 둘러싼 호를 형성하는 호 툴 경로를 설정하는 단계;의 조합; 및
상기 적어도 하나의 개방 영역을 제거하기 위해 필요한 제 1 기계가공 시간이, 2개의 독립적인 영역들 사이에서 상기 회전 절단 툴에 의해 분리 채널을 제거하고 상기 2 개의 독립적인 영역들을 제거함으로써 상기 적어도 하나의 개방 영역을 2개의 독립적인 영역들로 분할하는데에 필요한 제 2 기계가공 시간 보다 더 긴, 적어도 하나의 개방 영역을 식별하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 개방 영역의 외부 경계의 에지 상의 2개의 포인트들 사이로 연장되어있는 적어도 하나의 분리 채널을 상기 적어도 하나의 개방 영역내에 형성하여, 상기 적어도 하나의 개방 영역을 적어도 2 개의 독립적인 영역들로 분할하는 단계;의 조합인 것을 특징으로 하는 자동화된 컴퓨터 제어 기계.An automated computer controlled machine for manufacturing an object from a workpiece, the machine comprising:
Selecting an area of the workpiece to be removed by the rotary cutting tool; A controller that operates at least one of the following combinations, the combinations comprising:
Directing the rotary cutting tool along an asymmetrical spiral tool path in the region of the workpiece, the workpiece being removed by the rotary cutting tool moving along the asymmetrical spiral tool path Maximizing a portion of said area of the piece;
Directing the rotary cutting tool along a tool path for the workpiece where the engagement angle between the rotary cutting tool and the workpiece is gradually varied between a preselected maximum allowable engagement angle and a preselected minimum allowable engagement angle; Combination;
Selecting a first portion of the region to be removed by the asymmetrical spiral tool path, wherein selecting the first portion of the region is operative to minimize the machining time required to remove the region; And
Directing the rotary cutting tool along at least one trocoid-like tool path in the remaining portion of the area of the workpiece;
The first machining time required to remove the at least one semi-open area by employing a trocoid-type tool path is such that the separation channel between all at least one semi-open area and all closed outer boundary segments of the at least one semi-open area. Identifying at least one semi-open area that is longer than a second machining time required to isolate the at least one semi-open area by removing them and removing a residual portion of the at least one half-open area; And
At least one separation channel between the at least one half-open area and all closed outer boundary segments of the at least one half-open area is formed in the at least one half-open area to be removed, thereby forming the remaining open area to be removed. Combination;
Considering a cross section of the object to be manufactured from the workpiece;
Forming as discrete islands of the cross-section on the surface of the workpiece that will not be removed;
Starting to set a tool path in an area without islands; And
When the tool path meets an island, establishing an arc tool path forming an arc surrounding the island; And
The first machining time required to remove the at least one open area is achieved by removing the separation channel and removing the two independent areas by the rotary cutting tool between two independent areas. Identifying at least one open region longer than a second machining time required to divide the open region into two independent regions; And
Forming at least one open region in the at least one open region by forming at least one separation channel extending between two points on an edge of an outer boundary of the at least one open region, thereby forming the at least one open region at least two independent regions And a dividing into an automated computer controlled machine.
워크피스의 영역 내에서의 비대칭 나선 툴 경로를 따라서 회전 절단 툴을 지향시키는 단계로서, 상기 비대칭 나선 툴 경로는 상기 비대칭 나선 툴 경로를 따라서 이동하는 상기 회전 절단 툴에 의해 제거되는 상기 워크피스의 상기 영역의 부분을 최대화하는 단계;
상기 회전 절단 툴과 상기 워크피스 사이의 맞물림 각도가 미리 선택된 최대 허용 맞물림 각도와 미리 선택된 최소 허용 맞물림 각도 사이에서 점차적으로 변하는, 툴 경로를 따라 상기 회전 절단 툴을 지향시키는 단계;
상기 비대칭 나선 툴 경로에 의해 제거될 상기 영역의 제 1 부분을 선택하는 단계로서, 상기 영역의 제 1 부분을 선택하는 단계는 상기 영역을 제거하는 데에 필요한 기계가공 시간을 최소화하도록 동작하는 단계; 및
상기 워크피스의 상기 영역의 잔여 부분에서의 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로를 따라 상기 회전 절단 툴을 지향시키는 단계;의 조합;
트로코이드 형 툴 경로를 채용함으로써 적어도 하나의 반 개방 영역을 제거하는데에 필요한 제 1 기계가공 시간이, 상기 적어도 하나의 반 개방 영역과 상기 적어도 하나의 반 개방 영역의 모든 닫힌 외부 경계 세그먼트 사이의 분리 채널들을 제거하고 상기 적어도 하나의 반 개방 영역의 잔여 부분을 제거함으로써 상기 적어도 하나의 반 개방 영역을 고립시키는데에 필요한 제 2 기계가공 시간 보다 더 긴, 적어도 하나의 반 개방 영역을 식별하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 반 개방 영역과 상기 적어도 하나의 반 개방 영역의 모든 닫힌 외부 경계 세그먼트 사이의 적어도 하나의 분리 채널을, 제거될 상기 적어도 하나의 반 개방 영역에 형성하여, 제거될 나머지 개방 영역을 형성하는 단계;의 조합;
상기 워크피스로부터 제조될 상기 물건의 단면을 고려하는 단계;
제거되지 않을 상기 워크피스의 표면 상의 상기 단면의 분리된 영역들을 섬으로서 형성하는 단계;
섬을 가지지 않은 영역내에서 툴 경로의 설정을 시작하는 단계; 및
상기 툴 경로가 섬과 만났을 때, 상기 섬을 둘러싼 호를 형성하는 호 툴 경로를 설정하는 단계;의 조합; 및
상기 적어도 하나의 개방 영역을 제거하기 위해 필요한 제 1 기계가공 시간이, 2개의 독립적인 영역들 사이에서 상기 회전 절단 툴에 의해 분리 채널을 제거하고 상기 2 개의 독립적인 영역들을 제거함으로써 상기 적어도 하나의 개방 영역을 2개의 독립적인 영역들로 분할하는데에 필요한 제 2 기계가공 시간 보다 더 긴, 적어도 하나의 개방 영역을 식별하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 개방 영역의 외부 경계의 에지 상의 2개의 포인트들 사이로 연장되어있는 적어도 하나의 분리 채널을 상기 적어도 하나의 개방 영역내에 형성하여, 상기 적어도 하나의 개방 영역을 적어도 2 개의 독립적인 영역들로 분할하는 단계;의 조합인 것을 특징으로 하는 물건.An article manufactured from a workpiece machined using a computer controlled machine tool by selecting an area of the workpiece to be removed by a rotary cutting tool and by at least one of the following steps,
Directing a rotary cutting tool along an asymmetrical spiral tool path in an area of the workpiece, wherein the asymmetrical spiral tool path is removed by the rotary cutting tool moving along the asymmetrical spiral tool path; Maximizing a portion of the area;
Directing the rotary cutting tool along a tool path, wherein the engagement angle between the rotary cutting tool and the workpiece is gradually varied between a preselected maximum allowable engagement angle and a preselected minimum allowable engagement angle;
Selecting a first portion of the region to be removed by the asymmetrical spiral tool path, wherein selecting the first portion of the region is operative to minimize the machining time required to remove the region; And
Directing the rotary cutting tool along at least one trocoid-like tool path in the remaining portion of the area of the workpiece;
The first machining time required to remove the at least one semi-open area by employing a trocoid-type tool path is such that the separation channel between all at least one semi-open area and all closed outer boundary segments of the at least one semi-open area. Identifying at least one semi-open area that is longer than a second machining time required to isolate the at least one semi-open area by removing them and removing a residual portion of the at least one half-open area; And
At least one separation channel between the at least one half-open area and all closed outer boundary segments of the at least one half-open area is formed in the at least one half-open area to be removed, thereby forming the remaining open area to be removed. Combination;
Considering a cross section of the object to be manufactured from the workpiece;
Forming as discrete islands of the cross-section on the surface of the workpiece that will not be removed;
Starting to set a tool path in an area without islands; And
When the tool path meets an island, establishing an arc tool path forming an arc surrounding the island; And
The first machining time required to remove the at least one open area is achieved by removing the separation channel and removing the two independent areas by the rotary cutting tool between two independent areas. Identifying at least one open region longer than a second machining time required to divide the open region into two independent regions; And
Forming at least one open region in the at least one open region by forming at least one separation channel extending between two points on an edge of an outer boundary of the at least one open region, thereby forming the at least one open region at least two independent regions Dividing into;
회전 절단 툴에 의해 제거될 상기 워크피스의 영역을 선택하는 단계;와 하기의 단계 중 적어도 하나를; 포함하고,
하기의 단계는,
상기 워크피스의 상기 영역 내에서의 비대칭 나선 툴 경로를 따라서 상기 회전 절단 툴을 지향시키는 단계로서, 상기 비대칭 나선 툴 경로는 상기 비대칭 나선 툴 경로를 따라서 이동하는 상기 회전 절단 툴에 의해 제거되는 상기 워크피스의 상기 영역의 부분을 최대화하는 단계;
상기 회전 절단 툴과 상기 워크피스 사이의 맞물림 각도가 미리 선택된 최대 허용 맞물림 각도와 미리 선택된 최소 허용 맞물림 각도 사이에서 점차적으로 변하는, 툴 경로를 따라 상기 회전 절단 툴을 지향시키는 단계;
트로코이드 형 툴 경로를 채용함으로써 적어도 하나의 반 개방 영역을 제거하는데에 필요한 제 1 기계가공 시간이, 상기 적어도 하나의 반 개방 영역과 상기 적어도 하나의 반 개방 영역의 모든 닫힌 외부 경계 세그먼트 사이의 분리 채널들을 제거하고 상기 적어도 하나의 반 개방 영역의 잔여 부분을 제거함으로써 상기 적어도 하나의 반 개방 영역을 고립시키는데에 필요한 제 2 기계가공 시간 보다 더 긴, 적어도 하나의 반 개방 영역을 식별하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 반 개방 영역과 상기 적어도 하나의 반 개방 영역의 모든 닫힌 외부 경계 세그먼트 사이의 적어도 하나의 분리 채널을, 제거될 상기 적어도 하나의 반 개방 영역에 형성하여, 제거될 나머지 개방 영역을 형성하는 단계;의 조합;
비대칭 나선 툴 경로에 의해 제거될 상기 워크피스의 상기 영역의 제 1 부분을 선택하는 단계로서, 상기 영역의 제 1 부분을 선택하는 단계는 상기 영역을 제거하는 데에 필요한 기계가공 시간을 최소화하도록 동작하는 단계; 및
상기 영역의 잔여 부분에서의 적어도 하나의 트로코이드 형 툴 경로를 따라 상기 회전 절단 툴을 지향시키는 단계;의 조합;
상기 워크피스로부터 제조될 상기 물건의 단면을 고려하는 단계;
제거되지 않을 상기 워크피스의 표면 상의 상기 단면의 분리된 영역들을 섬으로서 형성하는 단계;
섬을 가지지 않은 영역내에서 툴 경로의 설정을 시작하는 단계; 및
상기 툴 경로가 섬과 만났을 때, 상기 섬을 둘러싼 호를 형성하는 호 툴 경로를 설정하는 단계;의 조합; 및
상기 적어도 하나의 개방 영역을 제거하기 위해 필요한 제 1 기계가공 시간이, 2개의 독립적인 영역들 사이에서 상기 회전 절단 툴에 의해 분리 채널을 제거하고 상기 2 개의 독립적인 영역들을 제거함으로써 상기 적어도 하나의 개방 영역을 2개의 독립적인 영역들로 분할하는데에 필요한 제 2 기계가공 시간 보다 더 긴, 적어도 하나의 개방 영역을 식별하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 개방 영역의 외부 경계의 에지 상의 2개의 포인트들 사이로 연장되어있는 적어도 하나의 분리 채널을 상기 적어도 하나의 개방 영역내에 형성하여, 상기 적어도 하나의 개방 영역을 적어도 2 개의 독립적인 영역들로 분할하는 단계;의 조합인 것을 특징으로 하는 컴퓨터 제어 기계 툴을 채용하여 워크피스를 기계가공하는 방법.A method of machining a workpiece by employing a computer controlled machine tool, the method comprising:
Selecting an area of the workpiece to be removed by the rotary cutting tool; and at least one of the following steps; Including,
The following steps are:
Directing the rotary cutting tool along an asymmetrical spiral tool path in the region of the workpiece, the asymmetrical spiral tool path being removed by the rotary cutting tool moving along the asymmetrical spiral tool path. Maximizing a portion of said area of the piece;
Directing the rotary cutting tool along a tool path, wherein the engagement angle between the rotary cutting tool and the workpiece is gradually varied between a preselected maximum allowable engagement angle and a preselected minimum allowable engagement angle;
The first machining time required to remove the at least one semi-open area by employing a trocoid-type tool path is such that the separation channel between all at least one semi-open area and all closed outer boundary segments of the at least one semi-open area. Identifying at least one semi-open area that is longer than a second machining time required to isolate the at least one semi-open area by removing them and removing a residual portion of the at least one half-open area; And
At least one separation channel between the at least one half-open area and all closed outer boundary segments of the at least one half-open area is formed in the at least one half-open area to be removed, thereby forming the remaining open area to be removed. Combination;
Selecting a first portion of the region of the workpiece to be removed by an asymmetrical spiral tool path, wherein selecting the first portion of the region is operative to minimize the machining time required to remove the region Making; And
Directing the rotary cutting tool along at least one trocoid-like tool path in the remaining portion of the area;
Considering a cross section of the object to be manufactured from the workpiece;
Forming as discrete islands of the cross-section on the surface of the workpiece that will not be removed;
Starting to set a tool path in an area without islands; And
When the tool path meets an island, establishing an arc tool path forming an arc surrounding the island; And
The first machining time required to remove the at least one open area is achieved by removing the separation channel and removing the two independent areas by the rotary cutting tool between two independent areas. Identifying at least one open region longer than a second machining time required to divide the open region into two independent regions; And
Forming at least one open region in the at least one open region by forming at least one separation channel extending between two points on an edge of an outer boundary of the at least one open region, thereby forming the at least one open region at least two independent regions Dividing into; and employing a computer-controlled machine tool to machine the workpiece.
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